Der zirkadiane Zyklus von Tieren kann als jene physiologischen Schwankungen definiert werden, die mit Umweltzyklen zusammenfallen. Diese Zyklen, auch Rhythmen genannt, wiederholen sich im Allgemeinen regelmäßig Tag für Tag und fallen perfekt mit den Stunden des Lichts und der Dunkelheit zusammen.
Diese mit Tag und Nacht synchronisierten Variationen können sich alle 20 oder 28 Stunden ändern. Bei Tieren, die weit entfernt von den Tropen leben, passt sich der zirkadiane Zyklus den Jahreszeiten an. Dieser Anpassungsmodus ermöglicht es ihnen, ihre tägliche Aktivität an die Zeit anzupassen, in der Licht verfügbar ist. Lesen Sie diesen Bereich weiter und erfahren Sie mehr über den zirkadianen Zyklus von Tieren.
Zirkadianer Zyklus von Tieren: Licht und Temperatur
Zirkadiane Zyklen treten auf, ohne dass ein externer Eingriff erforderlich ist. Es wurde mit verschiedenen Arten von Lebewesen und ihrem Zusammenhang mit ihrem Schlaf- oder Hungerrhythmus experimentiert. Die Ergebnisse zeigen, dass sie sich zyklisch wiederholen, was im Wesentlichen mit Änderungen des Lichts und der Temperatur zusammenhängt.
Andererseits betrachtet ähneln zirkadiane Zyklen einem Zeitplan, der dem Körper sagt, was er je nach Tages- und Jahreszeit tun soll. Dadurch werden tagaktive Tiere nachts schläfrig und nachtaktive Tiere tagsüber schläfrig.
Kontrollieren zirkadiane Zyklen nur den Schlaf?
Der Schlafzyklus ist nur einer der Stoffwechselprozesse, die die zirkadianen Zyklen steuern, da seine Funktion komplexer und interessanter ist. Tatsächlich werden Hormonproduktion, sexuelle Reifung, Verh alten, Verdauung, Wachstum und sogar Laktation durch zirkadiane Rhythmen vermittelt.
Um sicherzustellen, dass alle biologischen Prozesse zum richtigen Zeitpunkt ablaufen, haben die zirkadianen Zyklen so etwas wie eine „biologische Uhr“. Diese „Uhr“ ist eigentlich ein großer Stoffwechselkomplex, der anzeigt, wann Veränderungen auftreten sollten. Dies wird jedoch an den Umgebungsbedingungen gemessen, weshalb sowohl Temperatur als auch Tageslicht so wichtig sind.
Zirkadianer Zyklus der Tiere in der Geschichte
Im Laufe der Geschichte wurden die zirkadianen Zyklen von Tieren von Gelehrten wie Aristoteles aufmerksam verfolgt, der tägliche und jährliche Veränderungen sogar bei Pflanzen beobachtete.
Später beschrieb Galen von Pergamon auch den Vogelzug, die Schlafzyklen der Tiere und den Winterschlaf. Diese vom griechischen Philosophen beobachteten Variationen g alten als Reaktionen auf natürliche Reize. Später wurde durch wissenschaftliche Studien festgestellt, dass beide Veränderungen unabhängig voneinander sind, obwohl die Umwelt sie fördert oder einschränkt.
Es war der französische Astronom Jean Mairan, der im 18. Jahrhundert die erste systematische Studie zum zirkadianen Zyklus durchführte. In diesen Studien kam Mairan zu dem Schluss, dass der Tagesrhythmus der Tiere keinen engen Zusammenhang mit der Umwelt hatte, was sich später als nicht ganz richtig herausstellte.
Zirkadianer Zyklus bei Säugetieren
Säugetiere sind die Tiergruppe, die hinsichtlich ihrer zirkadianen Zyklen am meisten untersucht wurde. Die Analysen kommen zu dem Schluss, dass das Kontrollinstrument für circadiane Zyklen (biologische Uhr) im Nucleus suprachiasmaticus, im Hypothalamus, liegt.
Der suprachiasmatische Kern des mittleren Hypothalamus ist ein Bereich, der einen Hormonhaush alt mit täglichen physiologischen Schwankungen steuert. Eines dieser Hormone ist Östradiol und ein weiteres wichtiges Hormon, das es zu berücksichtigen gilt, ist das sogenannte luteinisierende Hormon. Diese beiden Hormone wirken auf verschiedene Organe und übertragen zirkadiane Nachrichten aus dem suprachiasmatischen Raum.
Die im mittleren Hypothalamus produzierten Hormone werden nachts häufiger produziert als tagsüber. Wenn es dem Auge gelingt, die Dunkelheit wahrzunehmen, werden die Räume, die Wachstum oder Schläfrigkeit fördern, alarmiert.
Obwohl sich der zentrale Kontrollkern der zirkadianen Zyklen im suprachiasmatischen Kern befindet, gibt es noch andere „periphere biologische Uhren“, die im ganzen Körper verteilt sind. Sie sind alle miteinander verbunden und arbeiten zusammen, um den Stoffwechsel zu steuern. Allerdings können periphere Uhren leicht von der zentralen entkoppelt werden, was zu verschiedenen Stoffwechselproblemen wie Fettleibigkeit und Diabetes führt.
Externe Faktoren
Wie Jean Mairan erwähnte, sind die Umweltbedingungen nicht für die Einh altung der zirkadianen Zyklen verantwortlich. Darüber hinaus zeigen Tiere auch ohne solche Bedingungen immer noch eine gewisse „Stabilität“ in ihrem biologischen Rhythmus. Allerdings können äußere Faktoren die zirkadianen Zyklen verändern oder modifizieren.
Koffein oder Alkohol beispielsweise bewirken diese Veränderungen. Verwenden Sie also sehr helles Licht oder wenn es nachts große Temperaturschwankungen gibt. All dies wirkt sich mehr oder weniger stark aus und führt zu einer gewissen Unkontrolliertheit des Stoffwechsels. Aus diesem Grund kann so etwas Einfaches wie Schlaflosigkeit dazu führen, dass Menschen häufiger an Herz-Kreislauf-Problemen leiden oder sogar Diabetes entwickeln.
Andere Sekundäruhren
Es gibt außer dem suprachiasmatischen Kern noch andere Organe, die die Rolle sekundärer (peripherer) Uhren übernehmen können. Diese Organe haben die Fähigkeit, Reaktionen zu erzeugen, die nichts mit dem Hypothalamus zu tun haben. Allerdings sind diese Reaktionen schwächer.
Andere Faktoren, die den zirkadianen Zyklus beeinflussen können, sind Schwangerschaft und Luftdruck. Bei starken Zeitzonenänderungen kommt es auch zu Vor- oder Rückschritten biologischer Rhythmen.
Aber es gibt nicht nur zirkadiane Zyklen, darüber hinaus gibt es noch andere, die immer wieder auftreten. Einige davon sind:
- Ultradiane Zyklen: physiologische Schwankungen, die sich in kürzeren Abständen als einem Tag wiederholen. Wie zum Beispiel die Wach- und Schlafzyklen, während Tiere schlafen. Im Gegensatz dazu gibt es die
- Infradian-Zyklen: Physiologische Schwankungen, die über Zeiträume hinweg auftreten, die länger als die Dauer eines Tages sind. Dies sind, um nur einige zu nennen, die Zyklen des Mondes und die Jahreszeiten der Hitze bei Tieren (auch Östrus genannt).
Wanderungen verschiedener Tiergruppen sind ebenfalls Teil dieser nicht-zirkadianen Rhythmen. Diese werden durch jährliche Jahreszeiten (Ultradianer) oder alle zwei Jahre vorgegeben, bis sie überhaupt die Keimsaisonen in den Pflanzen durchlaufen.
Wie man sehen kann, deutet alles darauf hin, dass Lebewesen eine Reihe von Zeitlichkeiten darstellen und nicht nur eine.Es gibt verschiedene Zeiten, die den Geist und Körper von Lebewesen prägen. Viele Kulturen haben uns von der Verbindung verschiedener Zeiten erzählt, und offenbar entdeckt die Wissenschaft, dass dies real sein kann.