“冰桶挑战”揭示了细菌可以预测季节

根据在“冰桶挑战”的帮助下进行的研究，细菌利用其内部的24小时生物钟来预测新季节的到来。

这一发现可能对理解昼夜节律（生物钟的分子版本）在使物种适应气候变化方面的作用具有深远的意义，从迁徙动物到开花植物

研究结果背后的团队在恒定的温暖温度下为蓝绿藻（蓝藻）种群提供了不同的人工日长度。平板上的样本要么接受短日、春分日（光暗相等），要么接受长日，持续八天

经过这种处理后，将蓝绿藻放入冰中两个小时，并监测存活率

为迎接冰冻挑战，连续暴露在短时间（8小时光照和16小时黑暗）中的样本存活率为75%，比没有以这种方式预处理的菌落高出三倍

短短的一天不足以提高细菌的抗寒性。只有在短短几天后，最好是六到八天后，细菌的生存机会才显著提高

在去除了构成生物钟的基因的蓝藻中，无论日长如何，存活率都是相同的。这表明，光周期性（测量昼夜周期并在即将到来的季节中改变生理的能力）对于细菌为新季节或气候变化等长期环境变化做好准备至关重要

该研究的第一作者Luísa Jabbur博士解释说：“研究结果表明，自然界中的细菌利用其内部时钟来测量一天的长度，当短天数达到一定程度时，就像它们在秋季/秋季一样，它们会‘切换’到不同的生理状态，以应对未来的冬季挑战。”Luísa Jabur博士在这项研究进行时是田纳西州范德比尔特大学Carl Johnson教授实验室的研究员，现在是John Innes中心的BBSRC发现研究员

Johnson实验室从机理和生态学的角度研究蓝藻的生物钟有着悠久的历史

之前的研究表明，细菌有一种生物钟，这可以让它们测量昼夜长度的差异，从而提供进化优势

这项发表在《科学》杂志上的研究首次表明，细菌的光周期性已经进化到能够预测季节性线索

基于这些发现，一个全新的科学探索领域正在等待着我们。一个关键问题是：一个寿命在6到24小时之间的生物体如何进化出一种机制，使其不仅能够对未来的情况做出反应，而且能够预测未来的情况

Jabbur博士说：“这就像它们向子细胞和子细胞发出信号，传递信息说时间越来越短，你需要做点什么。”

作为她的BBSRC发现奖学金的一部分，John Innes中心的Jabbur博士和同事将使用蓝藻作为快速繁殖的模型物种，以了解气候变化期间其他物种的光周期反应如何演变，并有望应用于主要作物

这项工作的一个关键部分将是更多地了解物种中信息代代相传的分子记忆系统。研究将调查在短时间内夜间积累化合物作为分子开关触发不同生理学或表型变化的可能性

对于贾布尔博士来说，面对她的科学导师和该论文的通讯作者卡尔·约翰逊教授的最初怀疑，这些发现相当于她职业生涯早期的科学突破

贾布尔博士说：“卡尔不仅是一个迷人的人，也是一个鼓舞人心的人，他在纳什维尔交响乐团合唱团唱歌，而且他有一种歌剧般的笑声！当我第一次概述我对冰挑战的想法时，它在系里回响，看看光周期是否是蓝藻自然元素中蓝藻的线索。”

“公平地说，他让我走开试试，当我走的时候，他给我看了他门上的一块牌子，上面写着弗兰克·韦斯特海默的名言：进步是由年轻科学家进行的实验，而老科学家说这些实验是行不通的。”