преди 3 години 530 Изгледи

морските

Кредити за изображения: Калеб Джоунс.

Почти всички организми имат вътрешен биологичен часовник, който синхронизира поведението им със средата, в която живеят.

Ендогенните биологични часовници следват основните циклични ритми: 24-часовият преход със слънчево влияние през деня и нощта, 12,4-часовият прилив и спад, който се управлява от лунния цикъл и годишните сезонни промени.

Изчерпателно проучване на ритмичността на лимпите - подвижни междинни мекотели - използвайки полеви и лабораторни наблюдения и монтиране на ориентиран към часовника транскриптом - показва, че по същия начин, по който тези животни се държат с приливен ритъм, така че те изразяват повечето от вашите гени в приливен (а не циркаден) ритъм, включително някои гени, за които се смята, че играят важна роля в циркадните часовници/времена.

Предполага се, че организмите, които живеят в плитки води, са повлияни от лунните и приливните цикли в по-голяма степен от слънчевите.

Както подсказва името, ритмичната циркулация (приблизително) на прилива е ритмична

12.4 часа след трептенето на прилива с приливи и отливи, които се редуват приблизително на всеки шест часа.

Следователно, приливните организми често са покрити с вода за част от деня и изложени през останалото време. След като са се развили в този тип среда, вероятно е било много силна движеща сила за тях да адаптират ендогенен приливен часовник.

Безброй изследвания, проведени през миналия век, са помогнали да се установи цялостно разбиране за това как работи циркадният часовник и, което е по-важно, кои гени участват в неговото тиктакане.

Тези проучвания са проведени предимно в обичайни биологични моделни организми, но през последните години са се разширили и в други видове от „реалния свят“, като тропически корали, дървесни маймуни и много други от големи местообитания.

Животът на сушата започна своето пътуване в морето, вероятно силно повлиян от приливния цикъл, който може би продължи да се развива в рамките на 24-часов цикъл.

И така, за да разберем как работи времето, е важно първо да разберем как работи в морето, особено в плитки води.

В транскриптомично проучване, първото по рода си, проведено в продължение на четири години, изследователи от университета в Бар-Илан се заеха да изследват задълбочено ритмичността на Cellana, интердидален лимп.

Целта на това изследване е да го използва, за да разбере временния пейзаж на един свят, проявен от два силни екзогенни ритъма, циркадни и приливни цикли и тяхното въздействие върху биологичните часовници на тялото.

Към днешна дата в тази област са проведени много малко изследвания и все още не е известно почти нищо или нищо за молекулярната основа на приливната ритмичност.

Резултатите от техните констатации бяха публикувани наскоро в списанието Scientific Reports.

По време на проучването изследователите събраха стотици хиляди изображения чрез камера, разположена край бреговете на Ейлат в южния Израел.

Настройката на камерата наблюдава популация от накуцвания в продължение на няколко години, денем и нощем.

Малко проучвания са провели дългосрочно вземане на проби от поведението на животните с висока разделителна способност в такава предизвикателна среда като приливната зона.

Части от тези данни бяха количествено изразени, показвайки, че тези накрайници имат силен приливен ритъм и любопитно показват само циркаден компонент на поведението си само в определен период от годината.

След това изследователите премахнаха накуцванията от естественото им местообитание при приливи и отливи и ги занесоха в лабораторията, където бяха държани в постоянни условия, т.е. без приливни или циркадни сигнали, за да установят, че те всъщност имат вътрешен часовник, а не просто се дръжте в унисон с нарастването и спада на приливите и отливите.

Изследователите правилно прогнозираха, че ако тялото има вътрешен часовник, то ще продължи да се държи като прилива в лабораторията и те го направиха.

Накуците са държани в тези постоянни условия за по-дълги периоди от време, за да десинхронизират техния ритъм.

След това изследователите създадоха аквариум с нов механизъм, който ги напръскваше с вода на всеки 12,4 часа, имитирайки приливния цикъл.

Тази процедура за пореден път увлече накуцванията със скорост, която имитира това, на което са изложени в природата.

„Установихме, че лимпите имат приливен ритъм. В лабораторни условия те изобщо не са взели предвид дневния и нощния цикъл “, казва Исраел Шницер от Факултета по природни науки на университета Бар-Илан. който проведе изследването като част от докторската си дисертация под ръководството на проф. Яир Ачитув и проф. Орен Леви.

След това изследователите се връщали в Ейлат и вземали проби от скала на всеки четири часа в продължение на 48 часа в два отделни случая.

Те искаха да вземат проби с висока разделителна способност, които да помогнат за дешифрирането на модела на експресия на гените на лимпета с течение на времето.

Изследователите са работили в сътрудничество с д-р Мали Салмон-Дивон от университета Ариел, както и с Хиба Уолдман Бен Ашер от университета Бар-Илан, който е съставил стенограмата.

„Открихме, че много повече гени се изразяват в приливния, а не в циркадния ритъм, което не е изненадващо въз основа на това, което видяхме в морето и в лабораторията“, казва Шницер.

Това е за разлика от предишни изследвания, които предполагат, че дори в приливната зона циркадният цикъл е доминиращ.

По-важното е, че изследователите установиха, че нито един от гените на централния циркаден часовник не показва типичен циркаден ритъм.

Те бяха предимно аритмични, наблюдение, наблюдавано от други, изучаващи немоделни морски организми, особено тези, които живеят в приливната зона.

Те обаче откриха, че някои гени, за които е известно, че имат връзка с циркадния часовник, макар и да не са в неговото ядро, проявяват приливен ритъм.

„Това ни кара да вярваме, че приливните и циркадните часовници са едно и също и че има известна пластичност в начина, по който тези гени се експресират при различни условия на околната среда, или че поне някои от„ предполагаемите “гени на циркадния часовник са включени и в двата механизма за синхронизация, но ядрото на цунамито все още ни убягва ... ", казва Шницер.

Към днешна дата тези изследователи са първите, които провеждат проучване, толкова обширно, че съчетава дългосрочни наблюдения в природата, както и лабораторно подкрепени транскриптомни изследвания.

Те са предоставили повече улики, включително контролен списък с гени, евентуално свързани с приливния „часовник“, които ни отвеждат една крачка по-близо до разбирането как работи този неуловим механизъм, който, както беше отбелязано по-горе, може би е преди нашия часовник.