Zwierzęcy zegar

2006-11-14

Zwierzęcy zegar

W organizmie zwierząt i ludzi istnieje odmierzający czas zegar biologiczny. Dzięki niemu organizm przewiduje, co się może stać i adaptuje procesy fizjologiczne do zmiennych warunków otoczenia - podczas X Festiwalu Nauki opowiadała o tym prof. Krystyna Skwarło-Sońta z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Zegar biologiczny pracuje w tzw. rytmie okołodobowym, czyli reguluje aktywność w cyklu ok. 24-godzinnym. Rytmy okołodobowe są wszechobecne w świecie żywym, występują od najprymitywniejszych bakterii, aż po człowieka. Przeciętny okres okołodobowy ludzi wynosi 24,2 godziny. Może jednak być dłuższy (jak u ludzi zwanych skowronkami, wcześnie kładących się spać i wcześnie wstających) lub krótszy (jak u tzw. sów).

Jednym z najważniejszych czynników synchronizujących pracę zegara biologicznego jest światło, a ściślej cykle światła i ciemności. Sygnały te określa się mianem dawców czasu.

Pod wpływem tych sygnałów neurony zegara rytmicznie wydzielają neuroprzekaźniki i regularnie wysyłają sygnały do komórek i narządów. W ten sposób wpływają na wydzielanie hormonów odpowiedzialnych za pobudzanie lub hamowanie aktywności konkretnych genów. To dlatego procesy fizjologiczne naszego organizmu przebiegają w sposób cykliczny.

Innym ważnym czynnikiem wpływającym na pracę zegara jest czynnik wewnętrzny. Jest nim hormon melatonina wydzielany przez szyszynkę. Synchronizuje ona zewnętrzne informacje o świetle z tym, co dzieje się w naszym organizmie. W ciemności produkcja tego hormonu wzrasta, dzięki czemu komórki naszego organizmu wiedzą, że jest noc. W dzień natomiast produkcja melatoniny ustaje.

Na podobnej zasadzie nasz organizm wyczuwa zmiany pór roku. Gdy nadchodzi zima, długość dnia maleje, a więc średni poziom melatoniny we krwi rośnie. Można więc powiedzieć, że hormon ten działa w organizmie jak zegar i kalendarz.

Bardzo ważną cechą nadrzędnego zegara biologicznego jest to, że działa on również wtedy, gdy organizm zostanie odizolowany od sygnałów zewnętrznych, na przykład gdy zwierzę lub człowieka zamkniemy w bunkrze, bez dostępu naturalnego oświetlenia, telewizji, radia itd. Innymi słowy, nadrzędny zegar sam podtrzymuje swą pracę.

Wyniki licznych badań dowodzą, że rytmy okołodobowe są zdeterminowane genetycznie. Nie można się ich nauczyć.

Źródło: http://www.naukawpolsce.pap.pl