Разные биологические ритмы подчиняются разным механизмам
Почти у всех живых организмов, от бактерий до млекопитающих, есть биологические часы, синхронизирующие биохимию, физиологию и поведение с суточной сменой дня и ночи. Но не нужно большого труда, чтобы заметить, что многие виды живут ещё и по другим, несуточным часам, следя за приливами или, например, сменой времён года. Можно, конечно, предположить, что приливно-отливные или сезонные часы управляются тем же механизмом, что и обычные суточные. Однако до сих пор учёные не знали, так ли это или же разные виды циклической активности имеют свои часы.
Ясность в этот вопрос внесла пара морских членистоногих... точнее, две группы учёных, которые исследователи их и независимо пришли к одинаковым выводам, касающимся присутствия у организмов разных часов для разных надобностей.
Караламбос Кириаку из Лестерского университета (Великобритания) и его коллеги изучали поведение Eurydice pulchra, маленького (менее 1 см в длину) веслоногого рачка, который плавает и кормится в прибрежных морских водах во время прилива, а при отливе прячется в песок. То есть активность E. pulchra подчинена приливно-отливному циклу с периодом 12,4 ч. Кроме того, панцирь рачка покрывают тёмные пятна, которые служат чем-то вроде защиты от солнца и узор которых меняется днём и ночью. К суточной — не приливно-отливной — активности относятся и некоторые особенности поведения E. pulchra: если прилив днём, рачки плавают шустрее, чем во время ночного прилива.
Исследователи держали рачков месяц в темноте, чтобы рассинхронизировать циклы дня и ночи и периодичность в поведении и узоре пятен у E. pulchra. А чтобы рачки чувствовали «приливы и отливы», сосуд, в котором они жили, вибрировал в течение 10 минут каждые 12,4 часа. В журнале Current Biology авторы пишут, что при расстроенных суточных часах приливно-отливные часы у E. pulchra прекрасно работали. Более того, когда у рачков отключали гены циркадного ритма, на их приливно-отливных часах это никак не сказывалось.
Другая научная группа под руководством Кристин Тессмар-Райбле из Венского университета (Австрия) работала с червём нереидой Platynereis dumerilii (который, в частности, известен тем, что у него есть фоторецепторы, независимые от глаз, но при этом похожие на фоторецепторы человека). Некоторые особенности поведения P. dumerilii подчинены лунному циклу: икрометание, к примеру, происходит у этих червей в новолуние.
Исследователи смещали лунный ритм червей, по-разному освещая их по ночам, и это влияло на поведение животных и днём, и ночью. Однако у P. dumerilii есть не только лунный, но и обычный суточный ритм, и, как и в случае с E. pulchra, его нарушение не влияло на «лунные» изменения в поведении червей. То есть лунный ритм сказывался на суточном, но не наоборот. Результаты экспериментов исследователи опубликовали в Cell Reports.
Хронобиолог Марта Мерроу из Мюнхенского университета Людвига — Максимилиана (Германия) надеется, что эти работы помогут учёным перестать зацикливаться исключительно на суточных ритмах, пытаясь объяснить с их помощью все циклические перемены, происходящие с живыми организмами.
Если у морских ракообразных для лунного и приливного цикла есть свои биологические часы, то, наверное, стоит поискать отдельные часы и у человека — скажем, для менструального цикла. Кроме того, по некоторым сведениям, даже сон, который, как считается, подчиняется циркадным ритмам, испытывает сильное воздействие лунного цикла, что, возможно, тоже говорит о взаимовлиянии друг на друга похожих, но всё же разных биологических «часовых механизмов».
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
