Dzīvnieku diennakts ciklu var definēt kā tās fizioloģiskās variācijas, kas sakrīt ar vides cikliem. Šie cikli, ko sauc arī par ritmiem, parasti atkārtojas katru dienu regulāri un lieliski sakrīt ar gaismas un tumsas stundām.
Šīs variācijas, kas sinhronizētas ar dienu un nakti, var mainīties ik pēc 20 vai 28 stundām. Dzīvniekiem, kas dzīvo tālu no tropiem, diennakts cikls pielāgojas gadalaikiem. Šis pielāgošanās režīms ļauj viņiem pielāgot ikdienas aktivitātes laikam, kad ir pieejams apgaismojums. Turpiniet lasīt šo vietu un uzziniet vairāk par dzīvnieku diennakts ciklu.
Dzīvnieku diennakts cikls: gaisma un temperatūra
Cirkadiānas cikli notiek bez jebkādas ārējas iejaukšanās. Ir eksperimentēti ar dažādu veidu dzīvajām būtnēm un to saistību ar miega vai izsalkuma ritmiem. Rezultāti liecina, ka tie atkārtojas cikliskā veidā, kas galvenokārt ir saistīts ar gaismas un temperatūras izmaiņām.
Skatoties citā veidā, diennakts cikli ir līdzīgi grafikam, kas norāda ķermenim, kas jādara atkarībā no diennakts laika un gada laika. Pateicoties tam, dienas dzīvnieki kļūst miegaini naktī un nakts dzīvnieki miega laikā.
Vai diennakts cikli kontrolē tikai miegu?
Miega cikls ir tikai viens no vielmaiņas procesiem, kas kontrolē diennakts ciklus, jo tā funkcija ir sarežģītāka un interesantāka. Faktiski hormonu ražošanu, seksuālo nobriešanu, uzvedību, gremošanu, augšanu un pat laktāciju veicina diennakts ritmi.
Lai nodrošinātu visu bioloģisko procesu norisi īstajā laikā, diennakts cikliem ir kaut kas līdzīgs “bioloģiskajam pulkstenim”. Šis "pulkstenis" patiesībā ir liels vielmaiņas komplekss, kas norāda, kad vajadzētu parādīties izmaiņām. Tomēr to mēra pēc apkārtējās vides apstākļiem, tāpēc gan temperatūra, gan dienas gaisma ir tik svarīgas.
Dzīvnieku diennakts cikls vēsturē
Vēstures gaitā dzīvnieku diennakts cikliem ir cieši sekojuši tādi zinātnieki kā Aristotelis, kurš novēroja ikdienas un gada izmaiņas pat augos.
Vēlāk Galēns no Pergamas aprakstīja arī putnu migrāciju, dzīvnieku miega ciklus un ziemas miegu. Šīs grieķu filozofa novērotās variācijas tika uzskatītas par reakcijām uz dabiskiem stimuliem. Vēlāk, veicot zinātniskus pētījumus, tiks konstatēts, ka abas izmaiņas ir neatkarīgas, lai gan vide tās veicina vai ierobežo.
Tas bija franču astronoms Žans Mairans, kurš 18. gadsimtā veica pirmo sistemātisko pētījumu par diennakts ciklu. Šajos pētījumos Mairans secināja, ka dzīvnieku ikdienas ritmam nav ciešas attiecības ar vidi, kas vēlāk izrādījās ne gluži patiesība.
Cirkadiānas cikls zīdītājiem
Zīdītāji ir visvairāk pētīta dzīvnieku grupa diennakts ciklu ziņā. Analīzēs secināts, ka diennakts ciklu kontroles instruments (bioloģiskais pulkstenis) atrodas suprahiasmatiskajā kodolā, hipotalāmā.
Vidējā hipotalāma suprahiasmatiskais kodols ir zona, kas vada hormonālo komplektu ar ikdienas fizioloģiskajām variācijām. Viens no šiem hormoniem ir estradiols, un vēl viens svarīgs hormons, kas jāņem vērā, ir tā sauktais luteinizējošais hormons. Šie divi hormoni ir atbildīgi par darbību uz dažādiem orgāniem, pārraidot diennakts ziņojumus no suprahiasmatiskās telpas.
Hormoni, kas ražoti vidējā hipotalāmā, ir daudz vairāk naktī nekā dienā. Kad acs spēj uztvert tumsu, telpas, kas veicina augšanu vai miegainību, tiek brīdinātas.
Lai gan diennakts ciklu centrālais kontroles kodols atrodas suprahiasmatiskajā kodolā, visā ķermenī ir arī citi “perifērie bioloģiskie pulksteņi”. Tie visi ir savstarpēji saistīti un strādā kopā, lai pārvaldītu vielmaiņu. Tomēr perifērie pulksteņi var viegli tikt atvienoti no centrālā, kas izraisa dažādas vielmaiņas problēmas, piemēram, aptaukošanos un diabētu.
Ārējie faktori
Kā minēja Žans Mairans, vides apstākļi nav atbildīgi par diennakts ciklu ievērošanu. Turklāt pat tad, ja nav šādu apstākļu, dzīvnieki joprojām uzrāda zināmu "stabilitāti" savos bioloģiskajos ritmos. Tomēr ārējie faktori var mainīt vai modificēt diennakts ciklus.
Piemēram, kofeīns vai alkohols rada šīs izmaiņas. Tāpēc dariet ļoti spilgtas gaismas vai ja naktī ir lielas temperatūras izmaiņas. Tas viss lielākā vai mazākā mērā ietekmē un izraisa zināmu metabolisma kontroles trūkumu. Šī iemesla dēļ kaut kas tik vienkāršs kā bezmiegs var izraisīt vairāk sirds un asinsvadu problēmu vai pat izraisīt cukura diabētu.
Citi sekundārie pulksteņi
Ir arī citi orgāni, izņemot suprahiasmātisko kodolu, kas spēj pildīt sekundāro (perifēro) pulksteņu lomu. Šiem orgāniem ir spēja radīt atbildes, kas nav saistītas ar hipotalāmu. Tomēr šīs atbildes ir vājākas.
Citi faktori, kas spēj ietekmēt diennakts ciklu, ir grūtniecība un atmosfēras spiediena līmenis. Ja notiek spēcīgas laika joslas izmaiņas, notiek arī bioloģisko ritmu progresēšana vai regresija.
Bet nav tikai diennakts cikli, papildus tiem ir arī citi, kas parādās atkārtoti. Daži no tiem ir:
- Ultradiācijas cikli: fizioloģiskas variācijas, kas atkārtojas reizes mazāk nekā dienas ilgums. Piemēram, nomoda un miega cikli, kamēr dzīvnieki guļ. Turpretim ir
- Infraradiāna cikli: fizioloģiskas izmaiņas, kas rodas ilgāk par vienu dienu. Šie ir, piemēram, Mēness cikli un karstuma gadalaiki dzīvniekiem (saukti arī par estrus).
Migrācijas dažādās dzīvnieku grupās arī ir daļa no šiem nediennakts ritmiem. Tos piešķir gada sezonās (ultradiāni) vai ik pēc diviem gadiem, līdz tie pat iziet cauri dīgšanas sezonai augos.
Kā redzams, viss liecina, ka dzīvās būtnes veido laicīgumu kopumu, nevis tikai vienu.Ir dažādi laiki, kad dzīvo būtņu prāts un ķermenis. Daudzas kultūras mums ir stāstījušas par dažādu laiku konjunkciju, un acīmredzot zinātne atklāj, ka tā var būt reāla.
