Hayvanların sirkadiyen döngüsü, çevresel döngülerle çakışan fizyolojik varyasyonlar olarak tanımlanabilir. Ritim olarak da adlandırılan bu döngüler genellikle günden güne düzenli olarak tekrarlanır ve aydınlık ve karanlık saatlerle mükemmel bir şekilde örtüşür.
Gündüz ve gece ile senkronize olan bu varyasyonlar 20 veya 28 saatte bir değişiklik gösterebilir. Tropik bölgelerden uzakta yaşayan hayvanlarda sirkadiyen döngü mevsimlere uyum sağlar. Bu adaptasyon modu, günlük aktivitelerini ışığın mevcut olduğu zamana göre ayarlamalarına olanak tanır. Bu alanı okumaya devam edin ve hayvanların sirkadiyen döngüsü hakkında daha fazlasını keşfedin.
Hayvanların günlük döngüsü: ışık ve sıcaklık
Sirkadiyen döngüler herhangi bir dış müdahaleye ihtiyaç duymadan gerçekleşir. Çeşitli canlı türleri ve bunların uyku veya açlık ritimleri ile ilişkileri üzerinde deneyler yapılmıştır. Sonuçlar, temelde ışık ve sıcaklıktaki değişikliklerle bağlantılı olarak kendilerini döngüsel bir şekilde tekrarladıklarını gösteriyor.
Başka bir açıdan bakıldığında, sirkadiyen döngüler, vücuda günün saatine ve yılın zamanına göre ne yapması gerektiğini söyleyen bir programa benzer. Bu sayede gündüz hayvanları geceleri, gece hayvanları ise gündüzleri uykulu olurlar.
Sirkadiyen döngüler sadece uykuyu mu kontrol eder?
Uyku döngüsü, işlevi daha karmaşık ve ilginç olduğu için sirkadiyen döngüleri kontrol eden metabolik süreçlerden sadece biridir. Aslında, hormon üretimi, cinsel olgunlaşma, davranış, sindirim, büyüme ve hatta laktasyona sirkadiyen ritimler aracılık eder.
Tüm biyolojik süreçlerin doğru zamanda gerçekleştirilmesini sağlamak için sirkadiyen döngülerin "biyolojik saate" benzer bir özelliği vardır. Bu "saat" aslında değişikliklerin ne zaman ortaya çıkması gerektiğini gösteren büyük bir metabolik komplekstir. Ancak bu, ortam koşullarıyla ölçülür, bu nedenle hem sıcaklık hem de gün ışığı çok önemlidir.
Tarihteki hayvanların sirkadiyen döngüsü
Tarih boyunca hayvanların sirkadiyen döngüleri, bitkilerde bile günlük ve yıllık değişimleri gözlemleyen Aristo gibi bilim adamları tarafından yakından takip edildi.
Daha sonra, Bergama'lı Galen ayrıca kuşların göçünü, hayvanların uyku döngülerini ve kış uykusunu anlattı. Yunan filozofu tarafından gözlemlenen bu varyasyonlar, doğal uyaranlara verilen tepkiler olarak kabul edildi. Daha sonra, her iki değişikliğin de, çevre onları desteklese de, kısıtlasa da, birbirinden bağımsız olduğu bilimsel çalışmalarla ortaya konulacaktır.
18. yüzyılda sirkadiyen döngü üzerine ilk sistematik çalışmayı yapan Fransız astronom Jean Mairan'dı. Bu çalışmalarda Mairan, hayvanların günlük ritminin çevre ile yakın bir ilişkisi olmadığı sonucuna vardı ve bunun daha sonra tamamen doğru olmadığı gösterildi.
Memelilerde günlük döngü
Memeliler, sirkadiyen döngüleri açısından en çok çalışılan hayvan grubudur. Analizler, sirkadiyen döngüler (biyolojik saat) için kontrol aracının hipotalamusta suprakiazmatik çekirdekte yer aldığı sonucuna varıyor.
Ortanca hipotalamusun suprakiazmatik çekirdeği, günlük fizyolojik değişimlerle bir hormon setini yöneten bir alandır. Bu hormonlardan biri östradiol ve dikkate alınması gereken bir diğer önemli hormon da sözde lüteinizan hormondur. Bu iki hormon, üst kiyazmatik alandan sirkadiyen mesajlar ileterek çeşitli organlar üzerinde hareket etmekten sorumludur.
Ortanca hipotalamusta üretilen hormonlar geceleri gündüze göre daha fazladır. Göz, karanlığı algılamayı başardığında, büyümeyi veya uykulu olmayı destekleyen alanlar uyarılır.
Sirkadiyen döngülerin merkezi kontrol çekirdeği suprakiazmatik çekirdekte yer alsa da, vücutta dağılmış başka "çevresel biyolojik saatler" de vardır. Hepsi birbirine bağlıdır ve metabolizmayı yönetmek için birlikte çalışırlar. Bununla birlikte, periferik saatler kolayca merkezi olandan ayrılabilir, bu da obezite ve diyabet gibi farklı metabolik sorunlara yol açar.
Dış etkenler
Jean Mairan'ın da belirttiği gibi, sirkadiyen döngülere uymak için çevre koşulları sorumlu değildir. Dahası, bu tür koşulların yokluğunda bile, hayvanlar biyolojik ritimlerinde bir miktar "stabilite" gösterirler. Bununla birlikte, dış faktörler sirkadiyen döngüleri değiştirebilir veya değiştirebilir.
Örneğin, kafein veya alkol bu değişiklikleri üretir. Çok parlak ışıklar veya geceleri sıcaklıkta büyük değişiklikler olduğunda da aynısını yapın. Bütün bunlar az ya da çok etkiler ve metabolizmada belirli bir kontrol eksikliğine neden olur. Bu nedenle, uykusuzluk kadar basit bir şey, insanların daha fazla kardiyovasküler sorun yaşamasına ve hatta şeker hastalığına yakalanmasına neden olabilir.
Diğer İkincil Saatler
Suprakiazmatik çekirdek dışında ikincil (çevresel) saatlerin rolünü yerine getirme kapasitesine sahip başka organlar da vardır. Bu organlar, hipotalamusla ilgisi olmayan tepkiler üretme yeteneğine sahiptir. Ancak bu tepkiler daha zayıf.
Sirkadiyen döngüyü etkilemeyi başaran diğer faktörler hamilelik ve atmosferik basınç seviyeleridir. Güçlü saat dilimi değişiklikleri meydana geldiğinde, biyolojik ritimlerde ilerleme veya gerileme durumu da söz konusudur.
Ama sadece sirkadiyen döngüler yok, bunlara ek olarak tekrarlayan döngüler de var. Bazıları:
- Ultradian döngüler: bir günün süresinden daha kısa sürelerle tekrarlanan fizyolojik varyasyonlar. Hayvanlar uyurken uyanma ve uyku döngüleri gibi. Aksine,vardır
- Kızılötesi Döngüler: Bir günün süresinden daha uzun süreler boyunca meydana gelen fizyolojik varyasyonlar. Bunlar, birkaç isim vermek gerekirse, ayın döngüleri ve hayvanlardaki kızgınlık mevsimleridir (östrus olarak da adlandırılır).
Çeşitli hayvan gruplarındaki göçler de bu sirkadiyen olmayan ritimlerin bir parçasıdır. Bunlar, bitkilerdeki çimlenme mevsimlerinden geçene kadar yıllık mevsimler (ultradians) veya iki yılda bir verilir.
Görüldüğü gibi, her şey canlıların bir zamansallık değil, bir zamansallık bütünü oluşturduğunu gösteriyor.Canlı varlıkların zihninde ve vücudunda ikamet eden farklı zamanlar vardır. Birçok kültür bize farklı zamanların birleşiminden bahsetmiştir ve görünüşe göre bilim bunun gerçek olabileceğini keşfediyor.