Биологичните ритми се подчиняват на различни механизми

Почти всички живи организми – от бактериите до бозайниците, имат биологичен часовник, синхронизиращ биохимията, физиологията и поведението на смяната на деня и нощта.

Но не е необходим голям труд, за да забележим, че много видове живеят още и по друг часовник, следейки приливите или например смяната на годишните времена. Може да се предположи, че приливно-отливните или сезонните часовници се управляват от същите механизми, както и обикновените денонощни. Но досега учените не знаеха така ли е това, или различните видове имат свои часовници.

Яснота по този въпрос внесли няколко морски членестоноги, по-точно два екипа учени, които ги изследвали независимо и стигнали до еднакви изводи, отнасящи се до присъствието на организми с различни часовници.

Караламбос Кириаку от Лестърския университет (Великобритания) и колегите му изучавали поведението на Eurydice pulchra, малко (под 1 см) веслоного раче, което плува и се храни в крайбрежните морски води по време на приливи, а при отливи се крие в пясъка. Тоест активността на E. pulchra е подчинена на приливно-отливния цикъл с период 12,4 ч.

Освен това черупката на рачето е покрита с тъмни петна, които служат за нещо като защита от слънцето и се променят денем и нощем. Към денонощната, не приливно-отливна активност се отнасят и някои особености в поведението на E. pulchra: ако приливът е денем, рачетата плуват по-бързо, отколкото по време на нощен прилив.

Изследователите държали рачетата един месец на тъмно, за да разсинхронизират циклите на деня и нощта и периодичността в поведението и петната на E. pulchra. А за да чувстват те приливи и отливи съдът, в който живеели, вибрирал в продължение на 10 минути на всеки 12,4 часа. В сп. Current Biology авторите пишат, че при разстроените часове приливно-отливните часовници на E. pulchra работели прекрасно. Освен това, когато на рачетата били изключени гените на циркадния ритъм, това не се отразявало на техните приливно-отливни часовници.

Другият екип учени под ръководството на Кристин Тесмар-Райбле от университета във Виена работили с червея нереида Platynereis dumerilii (който е известен с това, че има фоторецептори, независими от очите, но подобни на фоторецепторите на човека). Някои особености в поведението на P. dumerilii са подчинени на лунния цикъл – размножаването например става по новолуние.

Изследователите объркали лунния ритъм на червеите като осветявали по различен начин нощите и това влияело на поведението на животните и денем, и нощем. Но P. dumerilii имат не само лунен, но и обикновен денонощен ритъм, както и в случая с E. pulchra, неговото нарушаване не влияело на „лунните” изменения в поведението на червеите. Тоест лунният ритъм се отразява на денонощния, но не и обратното. Резултатите от експериментите са публикувани от изследователите в Cell Reports.

Хронобиологът Марта Мероу от мюнхенския университет „Лудвиг Максимилиан” се надява, че тези изследвания ще помогнат на учените да престанат да зациклят изключително на денонощните ритми, опитвайки се да обяснят с тях всички циклични промени, протичащи с живите организми.

Ако при морските ракообразни за лунния и приливния цикъл има отделни часовници, то вероятно си струва да се потърсят отделни часовници и при човека – да речем за менструалния цикъл. Освен това според някои сведения дори сънят, който според разпространеното мнение се подчинява на циркадния ритъм, изпитва силно въздействие на лунния цикъл, което възможно говори за взаимно влияние един на друг на подобни, но различни биологични „часовникови механизми”.

Източници: University of Leicester и ScienceNOW