蓝细菌能感知季节变化准备过冬

  新华社北京9月7日电　白昼变短意味着气温即将下降，鸟儿准备迁徙，动物开始贴膘，准备迎接冬天来临。新研究发现，地球上最简单的生物之一蓝细菌也能感知白昼变短，从而在基因表达上作出调整，提高后代在寒冷环境中的生存能力。

  蓝细菌又称蓝藻，是一类单细胞原核生物，能通过光合作用产生氧气。它们最早可能诞生于30多亿年前，逐渐将地球大气层从无氧状态改造成有氧状态，使需氧生物得以出现和发展，是地球生物圈的基石。

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  美国范德比尔特大学的研究小组近日在美国《科学》杂志上发表论文说，他们用海洋蓝细菌的代表物种细长聚球蓝细菌进行实验，控制光照时间以模拟不同的白昼－黑夜周期。

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  据介绍，在30摄氏度环境中，三种蓝细菌群落分别每天接受6小时、12小时或16小时光照，持续8天。结果显示，接受6小时光照的群落，转移到冰水中后生存率比另外两组高出2到3倍。这是首次发现细菌也能对昼夜长度变化作出生理反应，也就是应对季节变化的“光周期现象”。

  分析显示，即使当前环境温度高，持续经历较短的白昼也会改变蓝细菌一些基因的表达，使其抗寒能力增强并遗传给后代。让耐寒的蓝细菌每天接受较长时间的光照，其抗寒能力会逐渐回落。

  研究人员认为，蓝细菌的光周期现象可能来自其压力应对机制。在自然界中，光照代表高温、紫外线等威胁，黑暗则意味着温度降低影响代谢，针对这两类不同的压力，蓝细菌各有一套应对的基因，光照时间长短会影响这些基因的表达水平。

  生物普遍拥有以24小时为周期的内在节律，蓝细菌也不例外。研究小组还发现，对蓝细菌进行基因改造，使几个与24小时节律有关的基因失效，光照时间对抗寒能力的影响就消失了。