这项发表在《科学》杂志上的研究是第一次有人展示了细菌的光周期性已经进化到预期季节性信号。根据在“冰桶挑战”的帮助下进行的研究，细菌使用它们内部的 24 小时时钟来预测新季节的到来。

根据一项研究，细菌利用它们内部的24小时生物钟来预测新季节的到来，这项研究是在“冰桶挑战”的帮助下进行的。

这一发现可能对理解昼夜节律——一种分子版本的时钟——在适应气候变化中的作用具有深远的影响，从迁徙动物到开花植物。

研究团队给予蓝绿藻（蓝细菌）不同的人工日照时长，在恒定的温暖温度下。在培养皿上的样本接受短日照、春分日（等长的光照和黑暗）或长日照，持续八天。

经过这种处理后，蓝绿藻被投入冰中两小时，并监测存活率。

那些在冰挑战前接受了连续短日照（八小时光照和十六小时黑暗）的样本，存活率达到了75%，是未经这样准备的菌落的三倍。

仅仅一个短日照并不足以增加细菌对寒冷的抵抗力。只有在连续几个短日照之后，最佳情况下是六到八天，细菌的生存机会才显著提高。

在那些去除了构成它们生物钟的基因的蓝细菌中，无论日照时长如何，存活率都是一样的。这表明光周期性（测量昼夜循环并预期即将到来的季节而改变生理状态的能力）对于准备细菌应对长期环境变化，如新季节或气候变化，至关重要。

研究的第一作者、田纳西州范德堡大学的研究员、现为约翰英纳斯中心的BBSRC发现研究员的Luísa Jabbur博士解释说：“这些发现表明，自然界中的细菌使用它们的内部时钟来测量日照时长，当短日照的数量达到一定点时，就像在秋季/秋天一样，它们会‘切换’到不同的生理状态，以预期即将到来的冬季挑战。”

约翰逊实验室有着研究蓝细菌的昼夜钟的悠久历史，无论是从机制上还是从生态学的角度。

以前的研究表明，细菌拥有一种生物钟的版本，这可能使它们能够测量昼夜长度的差异，提供了进化优势。

这项发表在《科学》杂志上的研究是第一次有人展示了细菌的光周期性已经进化到预期季节性信号。

基于这些发现，一个全新的科学探索领域等待着我们。一个关键问题是：一个寿命在六到二十四小时之间的生物体是如何进化出一种机制，使其不仅能对，而且能预期未来条件的？

Jabbur博士说：“这就像它们在向它们的女儿细胞和孙女细胞发出信号，传递信息说日子变短了，你需要做点什么。”

Jabbur博士和约翰英纳斯中心的同事们将作为她BBSRC发现研究员的一部分，使用蓝细菌作为快速繁殖的模型物种，来理解光周期反应可能如何在其他物种中进化，以应对气候变化，希望应用于主要作物。

这项工作的一个关键部分是更多地了解物种之间代代相传的信息的分子记忆系统。研究将调查在短日照期间夜间积累的化合物是否作为分子开关，触发向不同生理或表型的变化。

对于Jabbur博士来说，这些发现是在最初遭到她的科学导师和论文的通讯作者、教授Carl Johnson的怀疑的情况下，她职业生涯早期的科学突破。

Jabbur博士说：“他不仅是一个迷人的人，也是灵感的源泉，Carl在纳什维尔交响乐团合唱团唱歌，他有一个歌剧般的笑声！当我首次概述我的冰挑战想法时，他的笑声在部门里回荡，看看光周期是否是蓝细菌在它们自然元素中的信号。”

“公平地说，他告诉我去尝试，当我走的时候，他给我看了他门上的一个牌子，上面有Frank Westheimer的名言：‘进步是由年轻科学家通过进行老科学家说不会成功的实验来实现的。’”

“它确实有效，第一次就成功了。然后我重复了实验。看着一组有细菌的培养皿，意识到在那一刻你知道了一些其他人不知道的事情，这是非常宝贵的。”