wszechświat
Autor: Robert Meronka | dodano: 2012-08-10
Czy na planecie nie wirującej, byłyby rytmy biologiczne dobowe?

Czy na planecie, która nie wiruje, występowałyby rytmy biologiczne typu dobowego?

Odpowiada dr Robert Meronka, fizjolog z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Rzeczywiście na Ziemi istnienie rytmu dobowego jest ściśle związane z ruchem wirowym. Powoduje on cykliczną zmienność warunków życia (przede wszystkim naświetlenia i temperatury), ewolucja więc kształtowała nas tak, abyśmy jak najlepiej funkcjonowali w tej dynamicznej sytuacji. Dlatego okresy aktywności i odpoczynku są ściśle związane z porami doby.

Jeśli przeniesiemy się w miejsce, w którym do naszego układu nerwowego przestaną docierać świetlne i termiczne sygnały świadczące o upływie czasu – choćby do głębokiego schronu – organizm nadal będzie funkcjonować zgodnie z rytmem doby. Zadba o to wewnętrzny zegar biologiczny, którego ważnym komponentem jest melatonina – neurohormon produkowany przez szyszynkę. Zegar pozwala zwierzętom dostosowywać się do przewidywalnie zmiennych warunków otoczenia, takich jak zmiany dostępności pożywienia czy też zagrożenia przez drapieżniki.

Zegar biologiczny u wielu zwierząt, choćby ludzi, nie działa zbyt precyzyjnie, na szczęście jest synchronizowany z rytmem nocy i dni zwykle przez zmiany intensywności światła. Nie jest to jednak regułą. Badania owadów zamieszkujących jaskinie na Jamajce i od wielu pokoleń żyjących w całkowitej ciemności również dowiodły dobowej zmienności zachowania. Wydaje się jednak, że w ich przypadku zależy ona od aktywności nietoperzy polujących w jaskiniach.

Zjawiskiem ściśle związanym z rytmem dobowym jest sen, nie zawsze jednak nocny. Część zwierząt zasypia w dzień, niektóre nawet w miejscach silnie naświetlonych. Sen występuje powszechnie wśród zwierząt, co może świadczyć o jego dużym znaczeniu, ale pomimo wielu lat badań nie udało się w pełni wyjaśnić roli, jaką odgrywa. Niemniej wiadomo, że odpowiednia jego ilość jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, na przykład mechanizmów pamięci. Przypuszczać więc można, że zwierzęta żyjące na planecie, która nie wiruje, również musiałyby spać – i to zapewne regularnie. Powstawałby więc rodzaj rytmu, ale trudno przewidzieć, jakie czynniki kształtowałyby jego częstość. Mogłoby też występować rozwiązanie obserwowane u pingwinów, fok i delfinów, które, śpiąc w oceanie, muszą co jakiś czas budzić się, aby wypłynąć na powierzchnię i zaczerpnąć powietrza. Podczas snu jedna z półkul pozostaje w stanie czuwania, co pozwala kontrolować sytuację.

Wśród zwierząt, u których obie półkule jednocześnie zapadają w sen, dochodziłoby prawdopodobnie do synchronizacji faz czuwania i odpoczynku w obrębie gatunku. Wymagałyby tego mechanizmy społeczne, które niejednokrotnie decydują o przetrwaniu osobników, a nawet całych populacji.  

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 01/2009 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
17
W 1833 r. urodził się Lucjan Rydel, polski lekarz, okulista, profesor i rektor Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Warto przeczytać
Historia Polski pełna jest mitów, półprawd, przemilczeń i niedomówień. Różne jej wątki bywały w ciągu wieków retuszowane, poprawiane i wygładzane, by w końcu przybrać postać miłej dla ucha opowieści – stawały się narodowymi mitami.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Robert Meronka | dodano: 2012-08-10
Czy na planecie nie wirującej, byłyby rytmy biologiczne dobowe?

Czy na planecie, która nie wiruje, występowałyby rytmy biologiczne typu dobowego?

Odpowiada dr Robert Meronka, fizjolog z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Rzeczywiście na Ziemi istnienie rytmu dobowego jest ściśle związane z ruchem wirowym. Powoduje on cykliczną zmienność warunków życia (przede wszystkim naświetlenia i temperatury), ewolucja więc kształtowała nas tak, abyśmy jak najlepiej funkcjonowali w tej dynamicznej sytuacji. Dlatego okresy aktywności i odpoczynku są ściśle związane z porami doby.

Jeśli przeniesiemy się w miejsce, w którym do naszego układu nerwowego przestaną docierać świetlne i termiczne sygnały świadczące o upływie czasu – choćby do głębokiego schronu – organizm nadal będzie funkcjonować zgodnie z rytmem doby. Zadba o to wewnętrzny zegar biologiczny, którego ważnym komponentem jest melatonina – neurohormon produkowany przez szyszynkę. Zegar pozwala zwierzętom dostosowywać się do przewidywalnie zmiennych warunków otoczenia, takich jak zmiany dostępności pożywienia czy też zagrożenia przez drapieżniki.

Zegar biologiczny u wielu zwierząt, choćby ludzi, nie działa zbyt precyzyjnie, na szczęście jest synchronizowany z rytmem nocy i dni zwykle przez zmiany intensywności światła. Nie jest to jednak regułą. Badania owadów zamieszkujących jaskinie na Jamajce i od wielu pokoleń żyjących w całkowitej ciemności również dowiodły dobowej zmienności zachowania. Wydaje się jednak, że w ich przypadku zależy ona od aktywności nietoperzy polujących w jaskiniach.

Zjawiskiem ściśle związanym z rytmem dobowym jest sen, nie zawsze jednak nocny. Część zwierząt zasypia w dzień, niektóre nawet w miejscach silnie naświetlonych. Sen występuje powszechnie wśród zwierząt, co może świadczyć o jego dużym znaczeniu, ale pomimo wielu lat badań nie udało się w pełni wyjaśnić roli, jaką odgrywa. Niemniej wiadomo, że odpowiednia jego ilość jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, na przykład mechanizmów pamięci. Przypuszczać więc można, że zwierzęta żyjące na planecie, która nie wiruje, również musiałyby spać – i to zapewne regularnie. Powstawałby więc rodzaj rytmu, ale trudno przewidzieć, jakie czynniki kształtowałyby jego częstość. Mogłoby też występować rozwiązanie obserwowane u pingwinów, fok i delfinów, które, śpiąc w oceanie, muszą co jakiś czas budzić się, aby wypłynąć na powierzchnię i zaczerpnąć powietrza. Podczas snu jedna z półkul pozostaje w stanie czuwania, co pozwala kontrolować sytuację.

Wśród zwierząt, u których obie półkule jednocześnie zapadają w sen, dochodziłoby prawdopodobnie do synchronizacji faz czuwania i odpoczynku w obrębie gatunku. Wymagałyby tego mechanizmy społeczne, które niejednokrotnie decydują o przetrwaniu osobników, a nawet całych populacji.