Cirkadinį gyvūnų ciklą galima apibrėžti kaip tuos fiziologinius pokyčius, kurie sutampa su aplinkos ciklais. Šie ciklai, dar vadinami ritmais, paprastai kartojasi kiekvieną dieną reguliariai ir puikiai sutampa su šviesos ir tamsos valandomis.
Šie variantai, sinchronizuoti su diena ir naktimi, gali keistis kas 20 arba 28 valandas. Gyvūnų, gyvenančių toli nuo atogrąžų, atveju cirkadinis ciklas prisitaiko prie metų laikų. Šis prisitaikymo režimas leidžia jiems pritaikyti savo kasdienę veiklą pagal laiką, kai yra šviesos. Skaitykite toliau šią erdvę ir sužinokite daugiau apie cirkadinį gyvūnų ciklą.
Cirkadinis gyvūnų ciklas: šviesa ir temperatūra
Cirkadiniai ciklai vyksta be jokios išorinės intervencijos. Buvo eksperimentuojama su įvairių rūšių gyvomis būtybėmis ir jų santykiu su miego ar alkio ritmu. Rezultatai rodo, kad jie kartojasi cikliškai, iš esmės susiję su šviesos ir temperatūros pokyčiais.
Žvelgiant kitu būdu, cirkadiniai ciklai yra panašūs į tvarkaraštį, kuris nurodo kūnui, ką daryti, priklausomai nuo paros ir metų laiko. Dėl to paros gyvūnai miega naktį, o naktiniai – dieną.
Ar cirkadiniai ciklai kontroliuoja tik miegą?
Miego ciklas yra tik vienas iš medžiagų apykaitos procesų, kontroliuojančių cirkadinius ciklus, nes jo funkcija yra sudėtingesnė ir įdomesnė. Tiesą sakant, hormonų gamybą, lytinį brendimą, elgesį, virškinimą, augimą ir net laktaciją lemia cirkadiniai ritmai.
Siekiant užtikrinti, kad visi biologiniai procesai vyktų tinkamu laiku, cirkadiniai ciklai turi kažką panašaus į „biologinį laikrodį“. Šis „laikrodis“ iš tikrųjų yra didelis medžiagų apykaitos kompleksas, rodantis, kada turėtų atsirasti pokyčių. Tačiau tai matuojama pagal aplinkos sąlygas, todėl temperatūra ir dienos šviesa yra tokie svarbūs.
Cirkadinis gyvūnų ciklas istorijoje
Per visą istoriją cirkadinius gyvūnų ciklus atidžiai sekė mokslininkai, tokie kaip Aristotelis, kurie stebėjo kasdienius ir kasmetinius pokyčius net augaluose.
Vėliau Galenas iš Pergamo taip pat aprašė paukščių migraciją, gyvūnų miego ciklus ir žiemos miegą. Šie graikų filosofo pastebėti variantai buvo laikomi reakcija į natūralius dirgiklius. Vėliau, atliekant mokslinius tyrimus, būtų nustatyta, kad abu pokyčiai yra nepriklausomi, nors aplinka juos skatina arba riboja.
Prancūzų astronomas Jeanas Mairanas XVIII amžiuje atliko pirmąjį sisteminį cirkadinio ciklo tyrimą. Šiuose tyrimuose Mairanas padarė išvadą, kad gyvūnų dienos ritmas neturėjo glaudaus ryšio su aplinka, o vėliau paaiškėjo, kad tai ne visai tiesa.
Zinduolių cirkadinis ciklas
Žinduoliai yra gyvūnų grupė, kuri buvo labiausiai ištirta pagal cirkadinius ciklus. Analizėse daroma išvada, kad cirkadinių ciklų kontrolės instrumentas (biologinis laikrodis) yra suprachiasmatiniame branduolyje, pagumburyje.
Suprachiazminis vidurinio pagumburio branduolys yra sritis, kuri vadovauja hormonų rinkiniui su kasdieniais fiziologiniais pokyčiais. Vienas iš šių hormonų yra estradiolis, o kitas svarbus hormonas, į kurį reikia atsižvelgti, yra vadinamasis liuteinizuojantis hormonas. Šie du hormonai yra atsakingi už įvairių organų veikimą, perduodant cirkadinius pranešimus iš suprachiazminės erdvės.
Vidurinėje pagumburio dalyje gaminamų hormonų yra daugiau naktį nei dieną. Kai akis sugeba suvokti tamsą, įspėjama augimą ar mieguistumą skatinančios erdvės.
Nors centrinis cirkadinių ciklų valdymo branduolys yra suprachiazminiame branduolyje, visame kūne yra ir kitų „periferinių biologinių laikrodžių“. Jie visi yra tarpusavyje susiję ir kartu valdo medžiagų apykaitą. Tačiau periferiniai laikrodžiai gali lengvai atsieti nuo centrinio, o tai sukelia įvairių medžiagų apykaitos problemų, tokių kaip nutukimas ir diabetas.
Išoriniai veiksniai
Kaip minėjo Jeanas Mairanas, aplinkos sąlygos nėra atsakingos už cirkadinių ciklų laikymąsi. Be to, net ir nesant tokių sąlygų, gyvūnai vis tiek rodo tam tikrą savo biologinio ritmo „stabilumą“. Tačiau išoriniai veiksniai gali pakeisti arba modifikuoti cirkadinius ciklus.
Pavyzdžiui, kofeinas arba alkoholis sukelia šiuos pokyčius. Taigi darykite labai ryškią šviesą arba kai naktį labai pasikeičia temperatūra. Visa tai turi didesnį ar mažesnį poveikį ir sukelia tam tikrą medžiagų apykaitos nekontroliavimą. Dėl šios priežasties tokie paprasti dalykai, kaip nemiga, gali sukelti daugiau širdies ir kraujagyslių problemų ar net sukelti diabetą.
Kiti antriniai laikrodžiai
Yra ir kitų organų, išskyrus suprachiazminį branduolį, kurie gali atlikti antrinių (periferinių) laikrodžių vaidmenį. Šie organai turi galimybę generuoti atsakus, nesusijusius su pagumburiu. Tačiau šie atsakymai yra silpnesni.
Kiti veiksniai, galintys turėti įtakos cirkadiniam ciklui, yra nėštumas ir atmosferos slėgio lygis. Kai įvyksta stiprūs laiko juostos pasikeitimai, taip pat atsiranda biologinių ritmų pažangos arba regresijos atvejis.
Tačiau yra ne tik cirkadiniai ciklai, be jų yra ir kiti, kurie pasikartoja. Kai kurie iš jų yra:
- Ultradiano ciklai: fiziologiniai svyravimai, pasikartojantys kartus trumpiau nei dienos trukmė. Pavyzdžiui, pabudimo ir miego ciklai, kol gyvūnai miega. Priešingai, yra
- Infrado ciklai: fiziologiniai svyravimai, atsirandantys ilgiau nei dieną. Tai yra, pavyzdžiui, mėnulio ciklai ir gyvūnų karščio sezonai (taip pat vadinami ruja).
Įvairių gyvūnų grupių migracija taip pat yra šių necirkadinių ritmų dalis. Jie pateikiami metiniais sezonais (ultradianais) arba kas dvejus metus, kol jie net išgyvena augalų dygimo sezonus.
Kaip matote, viskas rodo, kad gyvos būtybės sudaro laikinumą, o ne vieną.Gyvų būtybių mintyse ir kūne gyvena skirtingi laikai. Daugelis kultūrų mums pasakojo apie skirtingų laikų jungtį ir, matyt, mokslas atranda, kad tai gali būti tikra.