Другий біологічний годинник виявлені відразу у двох видів тварин

Більшість тварин мають циркадних біологічним годинником , Що допомагає їм розрізняти день і ніч. Але недавно дослідники виявили прибережних тварин, які мають особливі внутрішній годинник, що працюють згідно циклу припливів і відливів.

Взагалі-то вони відкрили гени, які визначають роботу цих самих годин, які допомагають деяким тваринам відстежувати припливи і відливи. Саме їх активність вказала вченим на те, що у деяких земних створінь може бути два типи біологічного годинника.

Протягом багатьох років фахівці вважали, що приливна поведінку морських тварин регулюють стандартні циркадні ритми. Майже у всіх наземних тварин (в тому числі і для людини) циркадні годинник відповідають за циклічні зміни в фізіології і поведінці, засновані на зміні дня і ночі. Несвідомо ми відчуваємо зміни, синхронізуємо з ними відбуваються в тілі процеси, що в свою чергу дозволяє організму витрачати менше ресурсів на постійне пристосування.

Але, як виявилося, деякі морські мешканці керуються не стільки світлом сонця або місяця, скільки приливами і відливами, викликаними, нагадаємо, гравітаційним притяганням Місяця.

"Відкриття циркадних годинникових механізмів в різних наземних істот (від найпростіших грибів до людини) було великим проривом для біології, - коментує співавтор дослідження професор поведінкової генетики Хараламбос Кирияк ( Charalambos Kyriacou ) З університету Лестера. - Ідентифікація приливних годин як окремого механізму породила нову гіпотезу про те, як саме прибережні організми можуть визначати біологічний час ".

На північному узбережжі Уельсу живе крихітне ракоподібні, зване плямистої морської вошью - вид Eurydice pulchra . Чорні цятки на її панцирі в денний час служать аналогом сонцезахисного крему. За один сантиметр в довжину ця істота плаває і харчується під час припливу, що приходить кожні 12,4 години. Але під час відливу воно заривається в пісок. також було виявлено, що воша веде куди більш активний спосіб життя під час денних припливів, ніж під час нічних.

Кирияк і його команда намагалися з'ясувати, одним чи типом біологічного годинника синхронізовані ці два циклу активності (24-годинний і 12,4-годинний). Спочатку вченим довелося докласти чимало зусиль, щоб виявити у маленьких ракоподібних відомі гени циркадних ритмів (виявлених у мушок, мишей і багатьох інших тварин). Потім дослідники перевірили, чи можна управляти біоритмами тварини. Вони тримали морських вошек в постійній темряві в лабораторії протягом місяця, після чого клітини, що відповідають за реакцію на сонячне світло, атрофувалися.

Проте, тварина починало вібрувати в пробірці кожні 12,4 години, мабуть, все так же орієнтуючись на природні припливи і відливи (хоча, ясна річ, нічого подібного в лабораторних умовах не відбувалося). Виходить, не дивлячись на те, що добовий біоритм тварин був знищений, їх приливний ритм змінам не піддався. З цього вчені зробили висновок, що циркадні і приливні ритми регулюються різними біологічним годинником.

Інша група дослідників виявила приливні біологічний годинник у щетинистих черв'яків виду Platynereis dumerilii . Цей черв'як отримав широку популярність в наукових колах десять років тому, коли допоміг дослідникам розгадати еволюційне походження очей хребетних . Мозок цих тварин має світлочутливі клітинами ( фоторецепторами ), Які не пов'язані безпосередньо з очима черв'яків, але на диво схожі на фоторецептори людини.

Крістін Тессмар-Рабле ( Kristin Tessmar-Raible ), Нейробіолог з Віденського університету, яка брала участь в молекулярних дослідженнях генетики фоторецепторів, задалася питанням: навіщо саме черви їх використовують? Вивчивши архівні дані, вона виявила, що місячні цикли управляють статевим дозріванням і нерестом черв'яків: вони виводять потомство виключно в ночі молодика, але ховаються при повному Місяці. З бесід з морськими біологами Тессмар-Рабле дізналася, що синхронізація поведінки з місячними циклами не є рідкістю. Втім, це ще не означало, що такий синхронізацією керують циркадні годинник.

У лабораторії Тессмар-Рабле і її колеги регулювали освітлення і змогли штучно збити черв'якам місячні біоритми, що, в свою чергу, вплинуло і на їх добове поведінку. У той же час, коли вчені придушили циркадні годинник тварин за допомогою медикаментів, їх місячний цикл не був порушений. Це послужило доказом того, що місячні біологічний годинник черв'яків функціонують самостійно. До того ж, місячні ритми здатні впливати на циркадні ритми тварин, але ніяк не навпаки.

Хоча на даний момент приливні годинник були виявлені тільки у двох видів морських істот, не виключено, що вони є і у інших представників морської фауни. Може бути, такі другий годинник поширені навіть серед деяких наземних істот.

Дослідження біологів були описані в журналах Current Biology і Cell Reports .

Також по темі:
Перші біологічний годинник було заведено два з половиною мільярди років тому
Сон людини залежить від Місяця
Медики виявили причину втоми вранці і знайшли рішення
Вчені з'ясували природу збою внутрішнього годинника після анестезії
Півні кричать на світанку, орієнтуючись на біогодин