Egy nap senkinél sem 24 óra

Az élőlények belső órája nem pontosan 24 órás ciklusokat követ, s a pontatlanabb fajok időnként előnybe kerülhetnek az evolúciós versengés során.

A Ferihegyre érkező légi utas álmosan vonszolja bőröndjét a vámosok előtt. A gépen nem aludta ki magát, és tudja, erre a következő napokban sem számíthat: szervezetének még egy hétre is szüksége lehet, amire újra megszokja, hogy a nappal a munkáé, és az éjjel az alvásé. A nyugat felé utazó biológiai órája azonban könnyebben alkalmazkodik az új napirendhez, mint az, akit keletre repített a gép. A japán Hiroaki Daodo (Osaka Egyetem) kutatásai, melyeket a Physical Review Letters lapjain ismerhetünk meg közelebbről, némi magyarázattal szolgálhatnak erre a jelenségre.

Szinte minden élőlény rendelkezik valamilyen belső órával, ami hasznosnak bizonyulhat egy olyan bolygón, mely szinte pontosan huszonnégy óránként megfordul a tengelye körül. A legtöbb faj biológiai órája azonban nem 24 órás ritmusra jár, vagyis az ún. cirkadiánus ritmus nem pontosan egynapos ciklusokat követ. Az ember beépített órája sem alkalmazkodik pontosan a Föld forgási sebességéhez: egy kicsivel több, mint 24 órás periódusokban működik. A napot meghosszabbító nyugati irányú repülés ezért borítja fel kevésbé biológiai óránk működését, mint az ellenkező irányú út. Más fajok azonban másként reagálnának, ha magunkkal vinnénk őket: az egyes állatfajok belső órája 22-28 órás, míg a növényeké 23-26 órás ciklusokat követ.

A 24 órás pontos időtől való eltérés első pillantásra meglepőnek tűnhet. Hiroako Daido szerint a magyarázat ökológiai természetű. Daidónak sikerült olyan modellt kialakítania, mely a cirkadiánus ciklusok eltéréséről a természeti erőforrásokért való küzdelem segítségével ad számot. Az egyes fajok sokféle módon igyekeznek csökkenteni e versengés hatásait: meghatározott típusú táplálékot fogyasztanak, elkülönülnek egymástól ökológiai fülkéjük szerint, és megkülönböztetheti őket az is, hogy a nap mely szakaszában aktívak.

Daido modelljében az egyes fajok belső órái kis mértékben eltértek egymástól: különböző hosszúságú napra voltak beprogramozva. A fajok evolúciója két törvényszerűséget követett. Azok a fajok, amelyek belső órája pontosabb volt, gyorsabban növekedtek; de azok a fajok, melyek biológiai órái egy ritmust követtek, erősebb versenyben álltak egymással. A fajok evolúciója során egyes fajok a környezetükkel összhangban működő belső órát fejlesztettek ki, más fajok eltértek a környezet ritmusától. Amikor a természetes napi ciklus követése életfontosságú volt, minden faj 24 órás ciklusokat alakított ki. Amikor azonban a föld forgási ciklusa egy kicsivel kevesebbet számított, a természetes napi ciklust követő fajok kihaltak, míg az attól eltérő fajok fennmaradtak.

A jelenség oka az, hogy a "pontosabb" fajok egyes napszakokban afféle "biológiai csúcsforgalomban" vetélkedtek egymással, míg a „pontatlanabb” fajok képesek voltak a csúcsidőt elkerülni.

Képzeljünk el egy olyan fajt, mely a nap egy bizonyos időszakában vadászik - mondjuk a kora reggeli órákban; amikor a fény már kellően erős, de még nincs túl meleg, és zsákmány is akad bőven. Az összes többi faj, amely hasonló zsákmányt kedvel, ugyanebben az időszakban lesz a legaktívabb. Az a faj, mely vadászidejét kissé eltolja, több munka árán juthat csak élelemhez, mindazonáltal táplálékát nem kell annyi társfajjal megosztania.

Francia kutatók megfigyelései alátámasztják az elméletet. A lyoni Claude Bernard Egyetem három darázsfaj peterakási szokásait vizsgáló biológusai arról számolnak be, hogy a petéiket gyümölcslégy lárváiba rakó darázsfajok pontosan úgy osztják fel egymás között a nap óráit, ahogy azt Daido modelljének fajai teszik.

Az egyik faj reggel, a másik dél környékén, a harmadik a délutáni órákban rakja le petéit. A három faj órája különböző ciklusokat követ: 21,5, 22,5 és 24,5 órás napra járnak. Ezzel az időbeosztással az egyes darázsfajok a többiektől zavartalanul végezhetik a dolgukat; a "fajra szabott" időrend így nagyobb hatékonyságot enged meg, mint a természetes napi ciklus pontos követése.

BK.

Ajánlat:

Madarak nyomában
2001.07.30. Az utóbbi években jelentősen megnőtt a repülővel vakációra utazók száma. Amíg korábban csak ritkán keltünk útra szárnyakon, addig manapság egyre többen és többször választják a repülést. A repülés hatással van egészségünkre is, jellegzetes tüneteket okozhatnak a fizikai tényezők, és az időzónák átlépése is meglepetéseket tartogathat. Hogyan készüljünk fel egy-egy repülőútra, hogy csak kellemes emlékeink maradjanak?