De circadiane cyclus van dieren kan worden gedefinieerd als die fysiologische variaties die samenvallen met omgevingscycli. Deze cycli, ook wel ritmes genoemd, worden over het algemeen regelmatig van dag tot dag herhaald en vallen perfect samen met de uren van licht en duisternis.
Deze variaties gesynchroniseerd met dag en nacht kunnen elke 20 of 28 uur veranderen. Bij dieren die ver van de tropen leven, past de circadiane cyclus zich aan de seizoenen aan. Deze aanpassingsmodus stelt hen in staat hun dagelijkse activiteit aan te passen aan de tijd dat er licht beschikbaar is. Blijf deze ruimte lezen en ontdek meer over de circadiane cyclus van dieren.
Circadiane cyclus van dieren: licht en temperatuur
Circadiane cycli vinden plaats zonder tussenkomst van buitenaf. Er is geëxperimenteerd met verschillende soorten levende wezens en hun relatie met hun slaap- of hongerritme. De resultaten laten zien dat ze zich op een cyclische manier herhalen, in feite gekoppeld aan veranderingen in licht en temperatuur.
Op een andere manier bekeken, zijn circadiane cycli vergelijkbaar met een schema dat het lichaam vertelt wat het moet doen, afhankelijk van het tijdstip van de dag en de tijd van het jaar. Hierdoor worden dagdieren 's nachts slaperig en nachtdieren overdag.
Controleren circadiane cycli alleen de slaap?
De slaapcyclus is slechts een van de metabole processen die de circadiane cycli beheersen, aangezien de functie ervan complexer en interessanter is. In feite worden hormoonproductie, seksuele rijping, gedrag, spijsvertering, groei en zelfs lactatie gemedieerd door circadiane ritmes.
Om ervoor te zorgen dat alle biologische processen op het juiste moment worden uitgevoerd, hebben de circadiane cycli iets dat lijkt op een "biologische klok" . Deze "klok" is eigenlijk een groot metabolisch complex dat aangeeft wanneer er veranderingen moeten optreden. Dit wordt echter gemeten aan de hand van de omgevingsomstandigheden, daarom zijn zowel temperatuur als daglicht zo belangrijk.
Circadiane cyclus van dieren in de geschiedenis
Door de geschiedenis heen zijn de circadiane cycli van dieren op de voet gevolgd door geleerden zoals Aristoteles, die dagelijkse en jaarlijkse veranderingen observeerde, zelfs in planten.
Later beschreef Galenus van Pergamum ook de migratie van vogels, de slaapcycli van dieren en de winterslaap. Deze door de Griekse filosoof waargenomen variaties werden beschouwd als reacties op natuurlijke prikkels. Later zou door wetenschappelijke studies worden vastgesteld dat beide veranderingen onafhankelijk zijn, hoewel de omgeving ze bevordert of beperkt.
Het was de Franse astronoom Jean Mairan die in de 18e eeuw de eerste systematische studie deed naar de circadiane cyclus. In deze onderzoeken concludeerde Mairan dat het dagritme van de dieren geen nauwe relatie had met de omgeving, wat later bleek niet helemaal waar te zijn.
Circadiane cyclus bij zoogdieren
Zoogdieren zijn de diergroep die het meest is bestudeerd in termen van circadiane cycli. De analyses concluderen dat het controle-instrument voor circadiane cycli (biologische klok) zich bevindt in de suprachiasmatische kern, in de hypothalamus.
De suprachiasmatische kern van de mediane hypothalamus is een gebied dat een hormonale set aanstuurt met dagelijkse fysiologische variaties. Een van deze hormonen is oestradiol en een ander belangrijk hormoon om te overwegen is het zogenaamde luteïniserend hormoon. Deze twee hormonen zijn verantwoordelijk voor het inwerken op verschillende organen en het doorgeven van circadiane boodschappen vanuit de suprachiasmatische ruimte.
De hormonen die in de mediane hypothalamus worden geproduceerd, zijn 's nachts overvloediger dan overdag. Wanneer het oog erin slaagt de duisternis waar te nemen, worden de ruimtes die groei of slaperigheid bevorderen, gealarmeerd.
Hoewel de centrale controlekern van circadiane cycli zich in de suprachiasmatische kern bevindt, zijn er andere 'perifere biologische klokken' verspreid over het lichaam. Ze zijn allemaal met elkaar verbonden en werken samen om het metabolisme te beheersen. Perifere klokken kunnen echter gemakkelijk losgekoppeld raken van de centrale, wat leidt tot verschillende stofwisselingsproblemen zoals obesitas en diabetes.
Externe factoren
Zoals Jean Mairan al zei, zijn omgevingsomstandigheden niet verantwoordelijk voor het voldoen aan de circadiane cycli. Wat meer is, zelfs als dergelijke omstandigheden ontbreken, vertonen dieren nog steeds enige "stabiliteit" in hun biologische ritmes. Externe factoren kunnen de circadiane cycli echter veranderen of wijzigen.
Cafeïne of alcohol zorgen bijvoorbeeld voor deze veranderingen. Dat geldt ook voor zeer felle lichten of wanneer er 's nachts grote temperatuurschommelingen zijn. Dit alles beïnvloedt in meer of mindere mate en veroorzaakt een zeker gebrek aan controle in de stofwisseling. Om deze reden kan zoiets simpels als slapeloosheid ertoe leiden dat mensen meer cardiovasculaire problemen krijgen of zelfs diabetes ontwikkelen.
Andere secundaire klokken
Er zijn andere organen, behalve de suprachiasmatische kern, die de capaciteit hebben om de rol van secundaire (perifere) klokken te vervullen. Deze organen hebben het vermogen om reacties te genereren die geen verband houden met de hypothalamus. Deze reacties zijn echter zwakker.
Andere factoren die de circadiane cyclus kunnen beïnvloeden, zijn zwangerschap en atmosferische drukniveaus. Wanneer zich sterke tijdzoneveranderingen voordoen, is er ook sprake van vooruitgang of achteruitgang van biologische ritmes.
Maar er zijn niet alleen circadiane cycli, daarnaast zijn er andere die regelmatig voorkomen. Sommigen van hen zijn:
- Ultradian cycli: fysiologische variaties die worden herhaald in tijden die korter zijn dan de duur van een dag. Zoals de waak- en slaapcycli terwijl dieren slapen. Daarentegen zijn er de
- Infradian Cycles: Fysiologische variaties die optreden voor perioden langer dan de duur van een dag. Dit zijn, om er maar een paar te noemen, de cycli van de maan en de seizoenen van hitte bij dieren (ook wel oestrus genoemd).
Migraties in verschillende groepen dieren maken ook deel uit van deze niet-circadiane ritmes. Deze worden gegeven door eenjarige seizoenen (ultradianen) of om de twee jaar, totdat ze zelfs de kiemseizoenen in de planten doorlopen.
Zoals te zien is, wijst alles erop dat levende wezens een reeks tijdsvormen vormen en niet slechts één.Er zijn verschillende tijden die de geest en het lichaam van levende wezens bewonen. Veel culturen hebben ons verteld over de conjunctie van verschillende tijden en blijkbaar ontdekt de wetenschap dat het echt kan zijn.