Pan Mammalian Clock: čo to je a ako nás ovplyvňuje?

Príroda prekvapuje svojou organizáciou a štruktúrou. Zdá sa, že svet okolo nás je plný rytmov a cyklov, ktoré formujú spôsob, akým žijeme a pohybujeme sa. Od synchronizovaného tanca oceánskych vĺn až po pravidelný pohyb ročných období je príroda presiaknutá vzormi, ktoré riadia naše prostredie a našu interakciu s ním. A je to tak, že existujú rytmy, ktoré fungujú v živých bytostiach rovnakým spôsobom: Srdcové rytmy.

Keďže veda má na starosti objavovanie fungovania týchto cyklov, rytmov a procesov, nabrala na sile ako predmetom vedeckého záujmu hĺbkové fungovanie týchto časových a biologických hodín bytostí nažive. V tomto článku budeme hovoriť o pancicavčích hodinách, jednom z najnovších objavov v tejto oblasti tak charakterizovanej neistotou.

Čo sú to pan-cicavčie hodiny?

Aby sme plne porozumeli konceptu „cicavčích hodín“, musíme sa najprv ponoriť do sveta cirkadiánnych rytmov. Tieto rytmy sú ako tlkot srdca planéty, vedené rotáciou Zeme a cyklom svetla a tmy, ktoré táto rotácia so sebou prináša. V podstate,

cirkadiánne rytmy sú vnútorné biologické hodiny, ktoré synchronizujú životne dôležité procesy živých bytostí s 24-hodinovým denným cyklom. Niektoré príklady odvodené z cirkadiánnych rytmov sú cyklus spánok-bdenie regulovaný okolitým svetlom, zastavenie pohybu čriev o 22:30. v noci najnižšia telesná teplota v skorých ranných hodinách a problémy s časovou nerovnováhou, keď človek cestuje do inej krajiny v inom pásme každú hodinu.

Vedci už desaťročia skúmajú a dokumentujú, ako tieto vnútorné hodiny ovplyvňujú biologickú aktivitu širokej škály organizmov. Ale to, čo robí pan-cicavčie hodiny obzvlášť zaujímavými, je to, že cicavce, od maličké netopiere a majestátne slony zdieľajú hlboké spojenie s týmito rytmami. cirkadiánne.

Odhalia to objavy okolo hodín cicavcov u všetkých cicavcov existuje biologická stopa, ktorá nám umožňuje poznať rýchlosť ich starnutia; váš biologický vek. Zatiaľ čo mnohí ľudia spájajú cirkadiánne rytmy výlučne s našimi vzormi spánku a bdenia, tieto Biologické hodiny ovplyvňujú aj uvoľňovanie hormónov, telesnú teplotu a množstvo ďalších procesov. fyziologické. Hodiny cicavcov napríklad regulujú, kedy zvieratá hľadajú potravu, kedy sú najaktívnejšie a kedy trávia čas rozmnožovaním a starostlivosťou o mláďatá.

Fascinujúcou realitou je, že cicavce, bez ohľadu na ich veľkosť alebo prostredie, sa vyvinuli tak, aby boli v súlade s týmito cirkadiánnymi rytmami. Či už žijú v hlbokej džungli, vo vyprahnutých púštiach alebo v mrakodrapoch moderných miest, cicavce našli dômyselné spôsoby, ako sa prispôsobiť a využiť vnútornú synchronizáciu s prostredím externé. Najnovší výskum zameraný na tieto cirkadiánne rytmy sa zameral na pochopenie starnutie živých bytostí a ako tieto vnútorné hodiny môžu diktovať biologický vek cicavcov.

• Súvisiaci článok: "10 odvetví biológie: jej ciele a charakteristiky"

Vedecká štúdia hodín cicavcov

Keď sa vedci pustili do skúmania cirkadiánnych rytmov u cicavcov, objavili svet zložitosti a zázrakov, ktorý prekračuje hranice druhov. Štúdia pan-cicavčích hodín odhalila prekvapivé vzorce a zaujímavé detaily v spôsobe, akým cicavce regulujú svoje každodenné aktivity.

Kľúčovým medzníkom v tomto výskume bol vývoj techník na pozorovanie cirkadiánnych rytmov v laboratórnych podmienkach. Vedci použili pozorovanie mozgovej aktivity, hladiny hormónov a iné biologické markery na sledovanie toho, ako sa vnútorné hodiny rôznych cicavcov synchronizujú s ich okolo. Tieto techniky umožnili úžasné objavy. Napríklad v jednej štúdii vedci zistili, že aj netopiere, známe svojou nočnou aktivitou, majú cirkadiánne rytmy, ktoré ovplyvňujú ich vzorce spánku a bdenia. Podobne aj slony, ktoré sa túlajú po rozsiahlych oblastiach pri hľadaní potravy, vykazujú vrcholy aktivity, ktoré sa zhodujú s najchladnejšími časmi dňa.

Nielenže sa modely aktivity líšia od jedného druhu k druhému, ale môžu sa meniť aj v rámci jedného druhu v závislosti od biotopov a podmienok prostredia. Cicavce vyvinuli tieto úpravy, aby čo najlepšie využili dostupné zdroje a prežili vo svojich špecifických ekologických výklenkoch. Štúdium pan-cicavčích hodín uľahčilo pochopenie pohybov a správania rôznych druhov, čo viedlo k záveru, že sa od seba až tak nelíšime. Je zrejmé, že stupeň vývoja je odlišný, ale skutočnosť, že máme podobné biologické rytmy u ľudí aj u myší, je veľmi zaujímavá.

Keď sa vedci ponorili do genetiky a molekulárnej biológie, začali odhaľovať mechanizmy, ktoré stoja za týmito cirkadiánnymi rytmami. Objavy o hodinových génoch a regulačných proteínoch poskytli viac informácií o tom, ako sú nastavené a udržiavané hodiny u cicavcov. To nielen rozširuje naše chápanie evolúcie, ale má to aj dôsledky pre ľudské zdravie.

A je to tak, že hlavné závery štúdie pan-cicavčích hodín ukazujú, že tento biologický mechanizmus vytvára indikátory starnutia. Po stáročia sa vedie vedecká debata o tom, či starnutie je spôsobené náhodou a náhodou, alebo či skutočne existuje nejaký vlastný program. Pan-cicavčí hodiny diktujú, že procesy starnutia sú podobné u všetkých cicavcov.a že dlhoveké cicavce majú výraznejšie vzory metylácie DNA. V zásade existuje dôvod na dlhovekosť a úzko súvisí s fungovaním biologických a cirkadiánnych rytmov.

Nad rámec vyšetrovania

Cirkadiánne rytmy, ktorými sa riadia hodiny všetkých cicavcov, nie sú len zaujímavým biologickým javom; majú hlboký vplyv na každodenný život cicavcov a prekvapivo aj na náš. Veda má schopnosť otvárať dvere ľudskému porozumeniu a svetu okolo nás. Od tropických pralesov po vyprahnuté púšte sa cicavce vyvinuli tak, aby naplno využívali koordináciu medzi svojimi telesnými hodinami a prostredím.

Pre cicavce synchronizácia cirkadiánnych rytmov so svetlom a tmou dňa ovplyvňuje nielen to, kedy spia alebo sú aktívne, ale aj to, ako interagujú so svojím prostredím. Dravce sú napríklad často najaktívnejšie počas východu a západu slnka, pričom využívajú nižšiu viditeľnosť na úspešný lov. Podobne sa korisť môže rozhodnúť hľadať potravu počas denných hodín, aby sa minimalizovalo riziko predácie.

Pan-cicavčie hodiny tiež ovplyvňuje ďalšie aspekty života cicavcov, ako je rozmnožovanie a starostlivosť o mláďatá. Mnohé druhy si vyvinuli reprodukčné cykly, ktoré sú v súlade s ročnými obdobiami alebo vzormi dostupných zdrojov. Napríklad niektoré cicavce môžu rodiť počas ročného obdobia, keď je k dispozícii viac potravy na zabezpečenie prežitia ich mláďat. Rovnakým spôsobom u niektorých cicavcov prebiehajú procesy hibernácie alebo zhromažďovania potravy na kŕmenie mláďat počas určitého obdobia roka.

Tie isté princípy platia aj pre nás ľudí. Naše cirkadiánne rytmy regulujú náš spánok, koncentráciu a energiu počas dňa. Nesprávne nastavenie týchto rytmov v dôsledku zmien rozvrhu, nočnej práce alebo iných faktorov môže mať negatívny vplyv na naše zdravie. Chronický nedostatok spánku a narušený cirkadiánny rytmus sú spojené s problémami, ako je obezita, cukrovka a poruchy nálady.

Závery a perspektívy do budúcnosti

V reakcii na toto rastúce chápanie dôležitosti cirkadiánnych rytmov vedci a lekári skúmajú spôsoby, ako zlepšiť ľudské zdravie optimalizáciou synchronizácie medzi našimi vnútornými hodinami a požiadavkami nášho života moderné. Od návrhu umelého osvetlenia až po prispôsobenie pracovného času sa hľadajú riešenia, ktoré rešpektujú prirodzené rytmy našich pancicavčích hodín.

Na záver možno povedať, že „hodiny panovských cicavcov“ sú pripomienka toho, ako príroda zostáva majstrom v synchronizácii života s časom. Cicavce, vrátane nás, sú súčasťou tohto prepojeného tanca, ktorý sa odvíja v neustálom rytme dňa a noci. Pochopením toho, ako tieto rytmy ovplyvňujú naše životy a životy iných tvorov, môžeme lepšie využiť bohatstvo skúseností, ktoré ponúka prírodný svet.