Neue Forschung: Bakterien nutzen innere Uhren zur Vorbereitung auf saisonale Kälteeinbrüche

BerlinNeue Forschungsergebnisse belegen, dass Bakterien ihre inneren 24-Stunden-Rhythmen nutzen, um sich auf verschiedene Jahreszeiten vorzubereiten. Diese Entdeckung ist entscheidend, um zu verstehen, wie circadiane Rhythmen Arten dabei helfen, sich an saisonale und klimatische Veränderungen anzupassen. Die Studie konzentrierte sich auf Blaualgen, auch Cyanobakterien genannt, und deren Reaktionen auf unterschiedliche künstliche Tageslängen.

Das Experiment setzte Cyanobakterien unterschiedlich langen Tageslichtphasen aus, während die Temperaturen warm gehalten wurden. Nach einigen Tagen wurden die Algen für zwei Stunden in Eis gelegt. Die Ergebnisse zeigten, dass Bakterien, die kürzeren Tagen ausgesetzt waren, weitaus höhere Überlebensraten aufwiesen als jene, die es nicht waren. Konkret lag die Überlebensrate dieser Gruppe bei 75%, was bis zu dreimal höher war als bei den anderen Proben.

Hauptpunkte der Forschungsergebnisse:

• Bakterien, die kurzen Tagen (acht Stunden Licht und 16 Stunden Dunkelheit) ausgesetzt waren, zeigten höhere Überlebensraten bei Kälteschocks.
• Die optimale Kälteresistenz wurde nach sechs bis acht Tagen Kurzbelichtung erreicht.
• Cyanobakterien ohne ihre biologischen Uhr-Gene zeigten keine Unterschiede im Überleben in Abhängigkeit von der Tageslänge.
• Die Photoperiodik ist entscheidend für Bakterien, um sich auf saisonale Veränderungen vorzubereiten.

Die Studienergebnisse zeigen, dass Bakterien ihre inneren Uhren nutzen, um die Länge der Tage zu erkennen. Wenn sie über längere Zeit kurze Tage erleben, passen sie sich an einen Zustand an, der ihnen hilft, mit kälterem Wetter umzugehen. Dies ist überraschend, da Bakterien normalerweise nur sechs bis 24 Stunden leben. Die Untersuchung legt nahe, dass Bakterien künftige Generationen über bevorstehende Umweltveränderungen informieren können.

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Die Studie eröffnet neue wissenschaftliche Möglichkeiten. Eine interessante Frage, die untersucht werden sollte, ist, wie Organismen mit kurzen Lebensspannen Strategien entwickeln, um saisonale Veränderungen vorherzusagen. Ein tieferes Verständnis dieses Mechanismus könnte uns helfen zu erkennen, wie andere Spezies, einschließlich wichtiger Nutzpflanzen, sich an veränderte Klimabedingungen anpassen könnten.

Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass sich bestimmte Verbindungen bei kurzen Tagen ansammeln und Veränderungen in der Funktionsweise der Bakterien verursachen könnten, was ihnen hilft, schwierige Bedingungen zu überleben. Das Studium dieser Systeme könnte uns Einblicke geben, wie Informationen an zukünftige Generationen in verschiedenen Spezies weitergegeben werden.

Dr. Luísa Jabbur und ihr Team zeigen, dass neue Wissenschaftler bedeutende Einflüsse in ihren Disziplinen haben können. Ihre Studie beleuchtet die Verbindung zwischen biologischen Uhren in Organismen und deren Anpassung an Umgebungen, wobei die Bedeutung der zirkadianen Rhythmen in der Natur betont wird.