Den eneste 2, 5 x 0, 8 millimeter små svarte magen fruktfluen (Drosophila melanogaster) hjelper forskere å undersøke påvirkningen av temperatur på den interne klokken. Bilde: André Karwath, cc-by-sa 2.5-lisens
Lesing Hver levende ting har en naturlig biorytm på omtrent 24 timer. Endringen mellom lys og mørk sikrer at den interne klokken ikke går ut av tunen. Men temperaturen påvirker dem også. Konsekvenser av varme kan være en lur og holde seg sent oppe. Kulder på den annen side favoriserer en tidlig tretthet. Ser ut av vinduet, er mange mennesker nå motvillige til å sette foten utenfor døren. Det er iskaldt og kaldt. Ubehagelig. De fire veggene lokker derimot med komfort og varme. Det er ikke vanskelig å hoppe over ettermiddagsturen. Alle kjenner dette hverdagslige fenomenet: temperaturen påvirker dagens design. Forskere prøver å forklare denne sammenhengen biologisk. Hos insekter har de allerede vært i stand til å vise at temperaturen forskyver den interne klokken og de aktive fasene i løpet av dagen.

I lang tid var dagslyset den viktigste timeren for den indre klokken. Men denne forestillingen kommer til kort: "Betydningen av temperaturen ble oversett fordi den vanligvis forblir den samme i laboratoriet, " understreker Charalambos Kyriacou, adferdsgenetiker fra University of Leicester. Så det ble antatt at dagslyset bestemmer når levende vesener våkner, kommer til sitt høydepunkt og blir slitne. Men ikke bare lyset bestemmer den daglige rytmen. Varme og kulde modulerer det også.

Et avslørende eksperiment fører til den kule britiske Leicester og middelhavsbyen Padua. Begge steder studerte Kyriacou ville fruktfluer. Han la merke til at dyrene oppfører seg annerledes i begge land. Jo varmere det er, jo flere fluer våkner opp før soloppgang og virvler rundt. Fra mai til august var alle fruktfluene i Padua i farta før daggry, men bare en liten del i Leicester. I Nord-Italia holdt fluene overraskende en lur i sommerhalvåret mens de britiske fuglene ble lagt til mat på samme tid. Jo varmere det var, jo lenger ble insektene våkne om kvelden og jo mer aktive var de om natten.

Hva Kyriacou observerte på Drosophila er ikke uvanlig. "Mange skapninger viser en oppførsel som er tilpasset den respektive temperaturen, " oppsummerer Kyriacou. Verdien hans er at han var i stand til å belyse forbindelsen i fruktfluer i stor grad: "Temperaturavhengig atferd kan alltid tilskrives enten endringer i genomet eller genene som leses annerledes avhengig av temperaturen, " forklarer han. utstilling

Med Drosophila er en eller to grader tilstrekkelig, slik at for eksempel klokkegenet PERIOD oversettes annerledes. Som med ethvert gen genereres først en transkripsjon, kalt RNA. Dette blir strammet opp litt. En prosess som kalles "spleising". I fruktflue kuttes imidlertid RNA sterkere på kalde dager. Spleising er raskere enn i varmt vær. Dette får insekten til å bli lei tidlig på kvelden. Hvis det derimot er varmt ute, er den røde kopien knapt festet til RNA-transkriptet; skjøten tar lengre tid. Dyrene trekker seg derfor tilbake til siesta klokka 12. Etter lur er de aktive til langt på kvelden.

Videre leste urgen TIMELESS noen timer etter soloppgang på kalde dager sterkere enn varme. Isaac Edery fra Rutgers University i Piscataway, New Jersey, har vist at dette fører til at den indre klokken til fruktfluer løper raskere i kulden og dyrene sovner tidligere. "Temperaturen påvirker den interne klokken, slik at de aktive fasene faller til de tider på døgnet som er biologisk gunstigst for organismen, " sier Edery.

Mange fruktfluer har tilpasset seg hjemlandets klima. Mens norditalienske fluer takler perfekt med høye temperaturer, kjører deres interne klokke for fort på kalde dager. PERIOD-genet ditt er litt kortere enn det du har angitt i Nord-Europa. "De italienske fluene trenger energi hver dag i kulden for å korrigere sin interne klokke med en halv time, " kommenterer Kyriacou. I utgangspunktet så vel dyr som mennesker, men kan kompensere for temperatursvingninger så langt at klokken fortsetter å løpe omtrent i en 24-timers syklus.

Det er uklart om løpet av en persons dag påvirkes like drastisk av temperaturen som i flua. Edery: "Mange år ville blitt frafalt. Tross alt er vi mennesker like varme og temperaturen i kroppen vår, i motsetning til insekter, svinger bare en til to grader i løpet av dagen. Men du sier farvel til denne ideen. Temperaturen kan spille en betydelig rolle. "

Ansvarlig for meningsendringen er også eksperimenter med isolerte nerveceller fra setet til den sentrale klokken i den menneskelige hjerne. Ved å utsette dem for forskjellige temperaturer i glassboller, kan deres naturlige rytme forskyves fullstendig og natten blir til dag og omvendt. Normale svingninger i kroppstemperaturen på en til to grader kan imidlertid ikke bryte klokken i hjernen, påpeker Edery. Men i andre vev, som leveren eller hjertet, kan temperaturen ha større innflytelse, sier han.

Hvorvidt innbyggerne i varmere deler av jorden til slutt vil ta seg en lur på grunn av sin indre klokke, kan ikke kronologen svare: "Det er kontroversielt om dette er et kulturelt eller biologisk fenomen." Mellom Drosofila og mennesket er det bare et stort han forskjell.

ddp / science.de Susanne Donner

science.de

Anbefalt Redaksjonens