Вчені знайшли єдину на Землі істоту, біологічний годинник якої налаштований не на 24 години

Деталі відкриття

Земля обертається, а разом із нею і наш фізіологічний годинник. Денне світло синхронізує каскади молекул, що відповідають за сприйняття часу та сон. Дивовижне дослідження, проведене Каліфорнійським університетом у Девісі, виявило незвичну поведінку цих молекул у великого чорного жука-скарабея (Holotrichia parallela). Вчені кажуть, що у всіх інших тварин ці "молекули часу" можуть поєднуватися зі статевими гормонами, утворюючи своєрідне партнерство, або ж діяти поодинці, але вони завжди лідирують. Однак у цього жука статеві гормони, схоже, беруть на себе ініціативу і створюють внутрішній ритм, який циклічно повторюється протягом 48 годин замість типових 24-х.

Дивіться також Перша у світі макака, клонована методом овечки Доллі, досі жива і почувається добре

Оскільки цей дивний внутрішній годинник починається й закінчується вдвічі довше, ніж циркадний цикл, йому дали іншу назву – "циркабідний" ритм (circabidian rhythm). Механізм, який генерує цей цикл, досі залишається загадкою.

Цей вид жуків-скарабеїв є шкідником у сільському господарстві Азії. Вони мають "щасливу нагоду" не спати кожну другу ніч. Саме в ці ночі самиці виходять із затишних ґрунтових домівок і піднімаються на висоту (наприклад, на рослину арахісу), щоб привабити своїх партнерів феромонами. Вони бувають двох типів: метиловий ефір l-ізолейцину (LIME) та l-ліналоол.

Спочатку команда ідентифікувала рецептори статевих феромонів жука і відстежувала їхню активність, зокрема й за допомогою вимірювань реакції вусиків самців на феромони. Контрольну групу також протестували на рослинних збудниках.

Хоча рецептори жуків реагували як на LIME, так і на l-ліналоол окремо, найсильніші сигнали виникали, коли обидва феромони об'єднувалися разом. Ця подвійна реакція вусиків виявила однакову дводобову закономірність як у хімічних, так і в електричних сигналах, тоді як реакція жуків на рослинні фітонциди не була циклічною.

Ці результати спантеличують, оскільки біологічні цикли тварин та жуків зазвичай збігаються в часі з зовнішніми сигналами навколишнього середовища, такими як світло або температура. Але не існує жодного відомого природного циклу, який би тривав 48 годин. Тож неясно з яким саме природним явищем синхронізувалися скарабеї.

Циркабідний ритм зменшує можливості для спарювання, але мінімізує хижацтво. Однак H. parallela не перебуває під відомим тиском хижаків,
– пише команда вчених.

Попередні дослідження показують, що хоча темрява не порушує цей цикл, світло все ж відіграє певну роль, оскільки видалення зорових часток вибиває жуків із синхронізації. Таким чином, схоже, існує "певний механізм подвоєння тактових циклів у ланцюзі між клітинами годинника і нейронами, що відповідають за поведінкові команди".

У якийсь момент несприятливі умови, мабуть, пішли на користь жукам, обмеживши їхню появу до кожних двох днів. Але що саме змусило їхні тіла реагувати на такий унікальний "графік", залишається загадкою.