Uno studio pubblicato su Nature Communications[1] ha ricostruito l’evoluzione degli orologi circadiani nei cianobatteri, svelando come questi antichi microrganismi si siano adattati ai cambiamenti della durata del giorno terrestre.
Il legame tra microrganismi e rotazione terrestre
I cianobatteri sono tra le forme di vita più antiche capaci di fotosintesi ossigenica, e hanno cambiato radicalmente l’atmosfera del nostro pianeta con l’evento della Grande Ossidazione. Ma come riuscivano a coordinare le loro funzioni interne con i cicli giorno-notte? I ricercatori giapponesi hanno studiato le proteine KaiA, KaiB e KaiC, elementi fondamentali del loro orologio interno. Ricostruendo in laboratorio versioni antiche di queste proteine, hanno potuto osservare i meccanismi ritmici primitivi che scandivano la vita dei microrganismi più di tre miliardi di anni fa.
Oscillazioni più rapide per un giorno più corto
Analizzando le versioni arcaiche della proteina KaiC, il team ha scoperto che i primi orologi molecolari non erano così precisi: producevano oscillazioni instabili di 18-20 ore. Questo dato si allinea con le simulazioni che indicano una rotazione terrestre più rapida nel passato. Il ritmo biologico degli antichi cianobatteri era quindi tarato su giornate più brevi, riflettendo fedelmente l’evoluzione planetaria.
Il miglioramento con l’evoluzione e i grandi eventi climatici
Con l’arrivo di eventi drammatici come le glaciazioni neoproterozoiche, la struttura delle proteine Kai si è raffinata. Le nuove versioni, più complesse e stabili, hanno permesso ritmi più costanti e sincronizzati con le giornate moderne. L’evoluzione ha dunque selezionato sistemi circadiani sempre più efficienti per ottimizzare la fotosintesi e il metabolismo.
Prospettive future: spazio e biotecnologie
Questa scoperta non riguarda solo il passato. Gli studiosi ipotizzano di poter progettare batteri fotosintetici con cicli circadiani personalizzati, adatti a mondi con rotazioni diverse dalla nostra. Le implicazioni spaziano dalla biologia sintetica all’esplorazione planetaria, offrendo nuove strade per adattare la vita a contesti extraterrestri. Un passo fondamentale per comprendere la relazione tra vita e condizioni planetarie.
