ساعت های زیستی جدید که توسط ماه تنظیم می شوند

ارگانیسم های دریایی دارای ریتم‌های دیکته شده توسط جزر و مد و چرخه ی قمری هستند.
توضیح شکل: یک ساعت زیستی جدید پیدا شده است که زمان تخم گذاری گونه ای از کرم دریایی را با عنوان پلاتیزیس دومرای، براساس گام های ماه اندازه‌گیری می نماید.
خورشید بر همه ی اصول بیولوژیکی تقریبا تمام ارگانیسم های زمین تسلط دارد. اما دو تحقیق اخیر نشان می دهند که ماه هم چندان بی‌کفایت نیست. ماه هم هماهنگی حداقل دو ساعت زیستی متفاوت را کنترل می نماید. یکی از این ساعت ها توسط جزر و مد و دیگری با نور ماه کنترل می شوند.
این ساعت ها، که هر دو در موجودات آب‌زی یافت شدند، مستقل از ساعت شبانه روزی، که ریتم روزانه را با خورشید همگام می کند، عمل نموده‌اند. مطالعات نشان می دهند که نور ماه و نیروی کشش جاذبه ی آن که موجب جزر و مد می شود، می تواند بر رفتار حیوانات مؤثر باشد.
Steven Reppert اعصاب شناس دانشگاه پزشکی ماساچوست در ووستر که در هیچ یک از این مطالعات شرکت نداشت بیان می دارد: "قطعا ماه بر روی زمین تاثیر می گذارد." و چیزی که واضح است این است که این تاثیر ماه بر این ارگانیسم های دریایی بسیار قدرتمند و مهم است.
دهه ها قبل، دانشمندان دریافتند که ساعت های شبانه روز، چرخه ی زندگی روزانه ی انسانها را از قبیل سطوح هورمون، فشار خون و درجه حرارت بدن کنترل می کنند. تقریبا تمام ارگانیسم ها، از قبیل موجودات تک سلولی دارای ورژن‌هایی هستند. ساعت های شبانه روز از پوشش های پروتئینی تشکیل شده اند. در چرخه ای که تقریبا 24 ساعت طول می کشد، سطوح برخی از پروتئین ها افزایش یافته و سپس سقوط می کند، در حالی‌که سطوح بقیه ابتدا سقوط کرده و سپس افزایش می یابد. نور خورشید این ساعات را تنظیم می نماید، اما زمانی که ساعت تنظیم شد، همچنان ادامه خواهد یافت، حتی زمانی که دانشمندان ارگانیسم ها را در تاریکی مطلق قرار می دهند.
سایر رفتارهای موزون هم در چارچوب های زمانی بلندتر، برای مثال چرخه های تولید مثل (که به نظر می رسند از ماه پیروی می نمایند)، الگوهای سالیانه از قبیل خواب زمستانی و چرخه های شکوفایی گیاهان و وقایعی که در طی چندین سال انجام می گیرند مانند ظهور زنجره ها هر 13 تا 17 سال یک‌ بار، اتفاق می افتند. سایر وقایع دوره ای در جداول زمانی کوتاه تر، از قبیل رفتار ارگانیسم های ساحلی مرتبط با جزر و مد، رخ می‌دهند. محققان بر سر این موضوع بحث دارند که آیا این رفتارها واقعاً توسط یک ساعت داخلی زمان‌بندی شده اند که حتی اگر نشانه های مورد استفاده جهت زمان‌بندی آن از بین روند هم‌چنان به کار خود ادامه خواهد داد.
Kristin Tessmar-Raible، عصب شناس مولکولی از دانشگاه وینا می گوید: "این موضوع که چه چیزهایی از نظر زیست-شناسی صحیح بوده و چه چیزهایی فقط یک افسانه هستند باید با دقت مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد." وی و همکارانش در تاریخ 17 اکتبر در مجله ی گزارشات سلولی وجود یک ساعت قمری را در یک کرم دریایی گزارش دادند.
جدا نمودن واقعیت ها از افسانه ها زمان زیادی می برد. حدود 9 سال طول کشید تا زمانی که Charalambos Kyriacou از دانشگاه لیسستر انگلستان و همکارانش دریافتند که Eurydice pulchra ساعتی دارد که جزر و مد را زمان‌بندی می نماید. قبل از اینکه جزر و مد تمام شود، جان‌داران خود را در شن و ماسه دفن می کنند تا از کشیده شدن به داخل دریا جلوگیری نمایند. 4ر12 ساعت بعد که سطح آب بالا می آید، شپش های دریایی جهت غذا خوردن پیدا می شوند. محققان در هفتم اکتبر در مجله ی زیست شناسی گزراش دادند، زمانی که این جانوران در تاریکی و در آب راکد موجود در آزمایشگاه نگه داری شوند، الگوهای شنای جانوران همچنان جزر و مد را دنبال می کند، که نشان می دهد این آهنگ تحت کنترل یک ساعت جزر و مدی در شپش های دریایی است.
کار محققان هم خود آهنگی موزون به خود است، که توسط ارگانیسمی که تنها برای چند ماه زندگی می کند و در آزمایشگاه قابل تولید نیست دیکته می شود. هر بهار و تابستان، محققان، سخت پوستان دریایی را از حد اعلای جزر و مد دریا می گیرند. زمستان ها را هم با تجزیه و تحلیل اطلاعات رفتاری جانور و ژنتیک وی می گذرانند.
برخی از محققان بر این باورند که ریتم جزر و مدی یورودسی (Eurydice) ممکن است ناشی از یک جفت ساعت شبانه-روزی خارج از فاز باشد که آهنگ های جزر و مدی تقریبا 12 ساعته را موجب می شوند. سایرین گمان می برند که یک ساعت مستقل می‌تواند آهنگ جزر و مدی را هدایت کند. بنابراین محققان ژن هایی را که دو تا از دنده‌های مولکولی (Molecule Gear) را در ساعت شبانه روزی سخت پوستان می سازند غیرفعال نمودند. Kyriacou اظهار داشت: "مهم نیست چه چیزی در ساعت شبانه روزی بیندازید- حتی می توان آن را با چکش زد- آهنگ جزر و مد از آن تاثیر نمی پذیرد. " این امر شاهد بر این است که ساعت های جزر و مد از پوشش های پروتئین مختلفی نسبت به ساعت شبانه روزی استفاده می نماید.
همانطور که گروه Kyriacou آماده ی ارائه ی نتایج می شدند، Tessmar-Raible و همکارانش به طور هم‌زمان، اکتشاف یک ساعت قمری را در یک کرم دریایی به نام پلاتیزیس دومرای گزارش دادند. تیم تحقیقاتی دریافت، کرم ها در یک چرخه ی ماهانه که توسط نور ماه تنظیم شده بود تولید مثل می کنند.
به مانند ساعت جزر و مد در سخت پوستان، ساعت های قمری کرم ها حتی زمانی که محققان ساعت شبانه روزی را از کار انداختند کار می‌کردند. این یافته نشان از این است که چرخه های ماهانه تحت کنترل یک مکانیزم زمان‌بندی مستقل هستند.
Charlotte Helfrich-Froster که ساعت های زیستی را در دانشگاه وورزبرگ آلمان مطالعه نمود بیان داشت که یافته ها احتمال این که بسیاری از ارگانیسم های دیگر هم از جمله انسان‌ها تایمرهای متعدد داشته باشند را افزایش می دهد.
چنین ساعت هایی ممکن است حتی در چرخه های قاعدگی ماهانه ی زنان هم نقش داشته باشند. تحقیقات اخیر هم‌چنین نشان داد که سطوح سدیم دارای چرخه ی ماهانه بوده و عادت های خواب افراد ممکن است از چرخه های قمری پیروی نماید.
محققان اکنون در تلاشند چرخ دنده‌های مولکولی که در حال اجرای ساعت های جدید هستند را بیابند.