19
Sep
2022

สิ่งมีชีวิตที่มีจังหวะ Circatidal จะเคลื่อนไปสู่จังหวะที่ต่างกัน

การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าแม้ว่าเพลงอาจแตกต่างกัน แต่ผู้เล่นก็เหมือนกัน

การมีอาการเจ็ทแล็กเป็นประสบการณ์ที่น่าสังเวชซึ่งรับผิดชอบต่อปัญหาต่างๆ ตั้งแต่ความเหนื่อยล้าไปจนถึงวิกฤตการณ์สุเอซ หากคุณเคยมีอาการเจ็ทแล็ก คุณจะสัมผัสได้ถึงพลังของจังหวะการเต้นของหัวใจ นาฬิการะดับโมเลกุลที่ควบคุมฮอร์โมนการนอนหลับ การตอบสนองของภูมิคุ้มกัน ระดับน้ำตาลในเลือด และอื่นๆ ที่เพิ่มขึ้นและลดลง สัตว์ พืช และแม้แต่เชื้อราทั้งหมดดูเหมือนจะมีจังหวะอยู่ภายใน ระยะเวลา 24 ชั่วโมงเป็นเรื่องปกติที่สุด แต่สิ่งมีชีวิตบางชนิดอาศัยอยู่ตามนาฬิกาที่ต่างกัน สัตว์ทะเลชายฝั่งมีวงจรการหมุนเวียน ใช้เวลาประมาณ 12 ชั่วโมงและตามกระแสน้ำ

ตั้งแต่ปี 1970 มีการถกเถียงกันอย่างดุเดือดว่าวัฏจักรของ circatidal ถูกควบคุมโดยกลไกทางพันธุกรรมแบบเดียวกันกับจังหวะของ circadian หรือไม่ หรือว่าเป็นกลไกทางชีววิทยาที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง “จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครค้นพบสิ่งที่เราสามารถเรียกว่ายีนนาฬิกาน้ำขึ้นน้ำลงได้” Damien Tran นักชีววิทยาด้านการวิจัยของศูนย์การวิจัยทางวิทยาศาสตร์แห่งชาติของฝรั่งเศส กล่าวซึ่งตั้งใจจะระบุว่ายีนใดควบคุมจังหวะของวงจรชีวิตในปี 2018 กล่าว

งานล่าสุดของเขาการศึกษาเกี่ยวกับหอยนางรมที่เกี่ยวข้องกับการติดอิเล็กโทรดสีดำขนาดเล็กหลายตัวเข้ากับเปลือกหอย แสดงให้เห็นว่าจังหวะของสัตว์และสัตว์มีชีวิตเป็นจังหวะเดียวกัน

อิเล็กโทรดกำลังวัดการเคลื่อนที่ที่เล็กที่สุดของเปลือกหอย และทรานได้รับการฝึกฝนในการเปิดและปิดวาล์วหอยนางรม นี่เป็นหนึ่งในการเคลื่อนไหวที่มองเห็นได้เพียงอย่างเดียวที่หอยนางรมมี และที่สำคัญคือพฤติกรรมที่ขับเคลื่อนโดยวงจรการหมุนเวียนของหอยนางรม

ขณะที่ทรานมองดูลิ้นลูกคลื่น เขาสุ่มตัวอย่างเนื้อเยื่อของหอยนางรมและวัดกิจกรรมของยีนที่ทราบว่าเป็นตัวขับเคลื่อนจังหวะชีวิต

ในระดับพื้นฐานที่สุด ยีนแกนสองชุดควบคุมจังหวะชีวิต ชุดหนึ่งที่ประกอบด้วยยีนBMAL1และCLOCKผลิตโปรตีนที่เปิดใช้งานยีนชุดที่สองPERIODและTIMELESSซึ่งผลิตโปรตีนอีกตัวหนึ่งที่ปิดยีนสองตัวแรก ยีนทั้งสี่นี้จะผันผวนผ่านวงจรเดียวในเวลาประมาณ 24 ชั่วโมง ซึ่งควบคุมระบบต่างๆ เช่น ความหิว การทำงานของภูมิคุ้มกัน การนอนหลับ และระบบอื่นๆ

ดังนั้นหากกิจกรรมของยีนแกนกลางของหอยนางรมผันผวนตามลิ้นของพวกมัน ยีนแกนกลางเหล่านี้น่าจะรับผิดชอบต่อกิจกรรมการหมุนเวียนของหอยนางรม หากพวกมันอยู่ในแนวราบหรือไม่ตรงกับวาล์ว ก็มีแนวโน้มว่ายีนชุดอื่นบางชุดจะควบคุมได้ การศึกษาของทรานพบว่ากิจกรรมของยีนหลักติดตามการเคลื่อนไหวของลิ้นหอยนางรมอย่างแท้จริง

David Wilcockson นักชีววิทยาทางทะเลที่มหาวิทยาลัย Aberystwyth ในเวลส์ ผู้ศึกษานาฬิกาโมเลกุลของ circatidal ในปู กล่าวว่าการเข้าใจจังหวะของกระแสน้ำเหล่านี้สามารถช่วยให้เราเข้าใจว่ากิจกรรมของมนุษย์ส่งผลต่อระบบนิเวศชายฝั่งทะเลหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสัตว์ที่มีจังหวะเวียนเวียน หรือแม้แต่ดวงจันทร์

แม้ว่าจังหวะเหล่านี้จะอยู่ภายใน แต่โลกภายนอกก็มีบทบาท ตัวอย่างเช่น แสงแดดสามารถเปิดยีนอื่นๆ ที่ปรับวงจรชีวิตได้ นั่นคือเหตุผลที่มนุษย์สามารถปรับให้เข้ากับอาการเจ็ทแล็กได้ สัตว์ที่มีชีวิตอยู่ในวงจรชีวิตมีตัวกระตุ้นเพิ่มเติม เช่น การเปลี่ยนแปลงของแรงดันน้ำหรือแรงสั่นสะเทือนของคลื่น เรารู้ว่าแสงไฟในเมืองชายฝั่ง ทั้งที่ฝั่งและท้องฟ้าที่กระจัดกระจายมากขึ้น ทำให้จังหวะชีวิต และจังหวะของดวงจันทร์ของสัตว์ทะเลยุ่งเหยิง หากเราต้องการหลีกเลี่ยงการรบกวนสมาชิกที่มีจังหวะเป็นจังหวะของสภาพแวดล้อมชายฝั่งด้วย สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าพวกมันถูกควบคุมและชี้นำอย่างไร

แล้วทำไมต้องมีนาฬิกาตั้งแต่แรก? วิลค็อกสันกล่าวว่าพวกเขาประหยัดพลังงานของสิ่งมีชีวิตด้วยระบบอัตโนมัติ เขากล่าวว่าจังหวะภายในช่วยให้คุณ “คาดการณ์และคาดการณ์เมื่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของคุณจะเกิดขึ้น … ดังนั้นคุณจึงพร้อมสำหรับพวกเขา แทนที่จะเพียงแค่ตอบสนองต่อพวกเขา”

เขากล่าวว่าเอกสารฉบับใหม่นี้นำเสนอข้อมูลที่น่ายินดีบนพื้นฐานทางพันธุกรรมของนาฬิกาเหล่านี้ แม้ว่าข้อมูลจะยังไม่เป็นที่แน่ชัดเนื่องจากยีนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับจังหวะของหอยยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด กระดาษของ Tran ตั้งข้อสังเกตว่าเพียงเพราะยีนหลักกำลังเคลื่อนที่ไปพร้อมกับวาล์ว ไม่ได้ตัดออกว่านาฬิกาหมุนเวียนโลหิตหลักที่ไม่รู้จักบางตัวไม่ได้ควบคุมพวกมัน ท้ายที่สุด เขาเขียนว่า สัตว์วิวัฒนาการในมหาสมุทรโดยเผชิญทั้งกระแสรายวันและกระแสน้ำ

ตอนนี้ทรานจะศึกษาสปีชีส์อื่นโดยใช้เทคนิคเดียวกัน โดยการจับคู่กิจกรรมของยีนกับกิจกรรมของสัตว์เพิ่มเติม เขาหวังว่าจะได้รับแบบสำรวจที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเกี่ยวกับยีนที่รักษาจังหวะการหมุนเวียนของเลือด

ดังนั้นอย่ารู้สึกแย่เกินไปในครั้งต่อไปที่คุณเดินทางและพยายามเรียกจิตตานุภาพให้ตื่นตัว ร่างกายของคุณแค่พยายามทำให้คุณกลับมาอยู่ในจังหวะกับโลกของคุณ ไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ไหนในโลก

หน้าแรก

Share

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published.