Moře jako velkoměsto
Bakterie v oceánu navzájem seřizují své denní rytmy

Když ráno vstanete a vyrazíte na autobus, máte jistotu, že se dostanete do práce nebo do školy, jen proto, že řidič autobusu vstal dvě hodiny před vámi. Ačkoliv se každý z vás řídí svými sobeckými zájmy - oba chcete svou výplatu -, jsou vaše životy navzájem koordinované. V přírodě je to podobné.

Když jdete na oběd, dostanete najíst, poněvadž v restauraci čekali, že by někdo hladový mohl přijít a přichystali se na vás. Občas může být sehranost až zarážející. Lidé mají spoustu způsobů, jak si vzájemně vyměňovat informace o svých záměrech a potřebách, takže není divu, že denní činnosti příslušníků moderní civilizace navzájem zapadají. Když se něco podobného děje s mořskými bakteriemi, které přísluší do mnoha různých druhů, často oddělených delším obdobím evoluční historie než třeba člověk a kapusta, zdá se to podivnější.

Podle skupiny biologů vedené Elizabeth Ottesenovou z Massachusettského technologického institutu jsou však životy bakterií v oceánu navzájem koordinované podobně jako životy cizích lidí. Nasvědčuje tomu výzkum, který vědci zveřejnili v časopise Science. Zkoumali denní rozvrh oceánských bakterií.

Sudové informace

Oceán se neustále mění a míchá. I kdybyste zakotvili loď na jednom místě a odebírali vzorky v pravidelných časových intervalech, voda by se pohybovala okolo vás. Nesledovali byste tak proto stejnou část oceánu. Ottesenová a její spolupracovníci proto použili speciálního robota, který splýval s proudem. Vypadal trochu jako pivní sud zavěšený na bóji. Nasával vodu a proháněl ji přes filtr. Každé dvě hodiny filtr zakonzervoval a vyměnil za jiný. Po třech dnech vědci robota vylovili a filtry si odvezli do laboratoře, kde je zanalyzovali.

Bakterie mají většinou několik tisíc genů. V některých jsou zapsány návody na výrobu bílkovin potřebných k životu. Jsou to třeba trávicí enzymy nebo enzymy, které se účastní fotosyntézy. Jiné geny slouží k řízení genů ostatních. Ze vzorků bakterií zakonzervovaných v určitých obdobích dne se dalo zjistit, jaké geny zrovna používaly.

Vyšlo najevo, že se bakterie přizpůsobují dennímu cyklu. Ty, které využívají energii Slunce, přes den provozují složité proteinové stroje, připomínající sluneční elektrárny. V noci je opravují a chystají na další provoz.

Flexibilní jedlíci

Týkalo se to zejména bakterií z rodu Prochlorococcus, což je mikrob, jehož vědci objevili teprve před asi třiceti lety. Postupem času vyšlo najevo, že jde o jeden z nejrozšířenějších organismů na Zemi. Vyprodukuje přibližně polovinu veškerého kyslíku, který koluje v atmosféře. Synchronizace se slunečním cyklem se kupodivu týká i bakterií, jež se Prochlorococcem živí.

Podle vědců zapínají a vypínají různé části své genové výbavy v závislosti na tom, jaké geny má aktivní jejich kořist. Jako kdyby se ovce na pastvě během dne přizpůsobovaly změnám fyziologie trav, které požírají.

Hodí se ovšem podotknout, že z hlediska bakterie je den možná relativně delší než z hlediska ovce. Bakterie jsou sice téměř nesmrtelné, poněvadž se množí dělením, ale mají daleko kratší generační dobu než ovce. Mohou se dělit každých několik minut.