Живые существа, которым выпало жить в сезонном климате, заранее готовятся к неблагоприятным условиям. И касается это не только медведей, жиреющих к зиме, и не только деревьев, сбрасывающих листья осенью, но и одноклеточных организмов. В Университете Вандербильта (США) исследовали тему и пришли к выводу, что сине-зелёные водоросли (цианобактерии) по изменению светового дня предчувствуют наступление холодов и меняют химический состав собственных мембран, чтобы те не стали слишком вязкими.

Когда речь заходит о чём-то, что зависит от смены дня и ночи, то тут явно не обходится без биологических часов – комплекса генов и белков, которые влияют на множество биохимических, клеточных, физиологических процессов. Биологические часы есть почти у всех живых организмов, и идти они могут даже в постоянной темноте, то есть их «пружина» от света не зависит. Но свет нужен им для корректировки хода, чтобы биохимические, клеточные и прочие процессы согласовались с естественной сменой дня и ночи. Очевидно, что такая корректировка особенно важна для организмов, сильно зависящих от света, а именно для растений и водорослей, способных к фотосинтезу. Насчёт цианобактерий долгое время сомневались, что эти одноклеточные, у которых за сутки сменяется 5–6 поколений, способны отслеживать суточный цикл. Тем не менее, биологические часы есть и у них. Чтобы убедиться, что перестройки в липидном составе подчиняются именно аппарату суточных ритмов, исследователи отключали соответствующие гены у цианобактерий; выяснилось, что мембраны у них при уменьшении светового дня действительно переставали изменяться.

Изменения касались не только мембран. Когда день для бактерий становился короче, у них повышалась активность генов, связанных с метаболизмом – вероятно, чтобы скомпенсировать замедление обмена веществ из-за недостатка света и будущего понижения температуры. Увеличение же светового дня, стимулировало активность генов, которые должны защищать клетку от повреждений, связанных с избытком солнечной энергии (фотосинтезирующие организмы тоже могут страдать от лишнего света). То есть, несмотря на свою одноклеточность, цианобактерии способны сильно менять собственную физиологию, предчувствуя сезонные перемены – этими предчувствиями они обязаны аппарату биологических часов.

В перспективе исследователи хотят проверить, как реагируют на изменения в световом дне цианобактерии в естественной среде (те данные, что есть, получили в лабораторных экспериментах), а также было бы интересно узнать, есть ли похожие способности у других бактерий – например, у тех, которые живут в почве и от которых зависит благополучие растений, сообщает технологическая платформа БИОТЕХ2030.