Bitki ve hayvanların, günlerin uzunluğuna bakarak yaşanacak çevresel değişiklikleri fark edebildiği uzun zamandır biliniyor.
Fotoperiyodizm adı verilen bu yetenek, karmaşık organizmalara günlerin kısalmasıyla kışın yaklaştığını haber verip hazırlık yapmalarını sağlıyor. Ancak, bakterilerde böyle bir yetenek ilk kez gözlemlendi.
5 Eylül’de hakemli dergi Science'ta yayımlanan bir araştırmada, mavi-yeşil alg olarak da bilinen siyanobakteriler üzerinde deneyler yapıldı. Araştırmacılar, Synechococcus elongatus türündeki bakterileri yapay ortamda farklı sürelerde ışığa maruz bırakarak, bazılarına kısa, bazılarına uzun, bazılarına ise gece ve gündüz uzunluğunun eşit olduğu günler yaşattı. Ardından bakteriler iki saat boyunca buzda tutuldu ve hayatta kalma oranları incelendi.
Kısa günler yaşayan bakterilerin (8 saat aydınlık, 16 saat karanlık) hayatta kalma oranı %75 olarak kaydedildi. Bu oran, diğer grupların yaklaşık üç katıydı. Ayrıca, bakterilerin soğuğa hazırlık yapması için bir günün yeterli olmadığı, ancak 6 ila 8 kısa gün sonrasında hayatta kalma oranlarının belirgin şekilde arttığı gözlemlendi.
Bakterilerin biyolojik saatlerinin önemi
Araştırmacılar, bakterilerin biyolojik saatini düzenleyen genleri devre dışı bıraktıklarında ise, gün uzunluğunun hayatta kalma oranları üzerinde bir etkisi kalmadı. Çalışmanın başyazarı Dr. Luísa Jabbur, "Doğal ortamda bakterilerin, biyolojik saatlerini kullanarak gün uzunluğunu ölçtüğünü ve günler sonbahar gibi kısaldığında, yaklaşan kışa karşı fizyolojilerini değiştirdiklerini görüyoruz" diyerek bulgularını açıkladı.
Daha önce yapılan araştırmalarda, bakterilerin gece ve gündüzü ayırt etmelerini sağlayan biyolojik saatlere sahip olduğu biliniyordu. Ancak, bu saatin mevsim değişimlerini öngörmek için kullanıldığı ilk kez kaydedildi. Araştırma ekibi, bakterilerin bu bilgiyi sonraki nesillere aktardığını düşünse de, bunu nasıl yaptıklarını anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyuluyor.
Bakteri evrimi hakkında yeni bilgiler
Fotosentez yaparak yaşayan siyanobakteriler, en az 2 milyar yıldır varlıklarını sürdürüyor. Dr. Jabbur, bu kadar eski ve basit bir organizmanın fotoperiyodizme sahip olmasının, bu yeteneğin evrimsel süreçte çok daha önce ortaya çıktığını gösterdiğini düşünüyor. Ayrıca, fotoperiyodizmin, aşırı ışık ve sıcaklığın yarattığı strese karşı geliştirilen mevcut mekanizmalarla evrimleşmiş olabileceği öne sürülüyor.
Araştırmanın diğer yazarı Prof. Carl Johnson ise bu bulguların, biyolojik saatin evrimi hakkında yeni bilgiler sunduğunu belirtiyor.