​Циркадные ритмы — это внутренние колебания активности живых организмов, позволяющие приспосабливаться к смене суток и погодных сезонов. Эти ритмы имеют сложную молекулярную основу и реагируют на такие сигналы внешней среды, как дневной свет и температура, синхронизируя внутренние биологические часы организмов с окружающим миром.

Известно, что такие циркадные ритмы характерны для человеческого организма, животных и растений. Они определяют периоды сна и умственной активности у людей, активизацию фотосинтеза и передвижение жидкости у растений.

Исследования показали, что у жизнедеятельность бактерий тоже подчиняется подобным ритмам. Цикл активности этих организмов соответствует 24 часам. Такие результаты были получены в результате проведенных исследований.

Учеными была изучена нефотосинтетическая почвенная бактерия Bacillus subtilis. В ее организм был внедрен фермент, отвечающий на свечение. Подобная мера позволила наблюдать активность нужного гена внутри бактерии.

Наблюдение проводилось за двумя генами: ytvA, кодирующем фоторецептор синего света, и KinC, участвующем в образовании биопленок и спор. Проводилась регистрация их активности в полной темноте и при освещении.

Выяснилось, что активность гена ytvA подчиняется 12-часовому циклу, реагирующему на смену света и темноты. В светлое время активность гена уменьшалась, в темноте возрастала. Кроме того, ген обладает способностью адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среду. Для этого ему требуется всего несколько дней.

Также была изучена реакция генов ytvA и KinC на изменение суточной температуры. Результаты исследования показали, что активность данных генов соответствует колебанию циркадных ритмов, а не просто отражает изменение температурного режима.

Изучение активности бактерий важно для представления жизнедеятельности всей экосистемы, ведь данные микроорганизмы составляют 12% всей биомассы Земли. Подробнее этот вопрос мы изучаем на курсах по экологической безопасности.