今年4月,西班牙運動員比特里斯·弗拉米尼(Beatriz Flamini)在洞穴中呆了500天后,出現在光明中。她的地下下降是可能是最長的長時間。弗拉米尼說,她在第65天失去了所有時間感。但是她真的可以確定那是第65天嗎?相比之下,1962年,法國的米歇爾·西夫爾(Michel Siffre)在那裡度過了33天的時間,在意大利的斯卡拉森(Scarasson)鴻溝中浮出水面。實際上,他花了地下58天。
人生的時間
即使孤立的人類與周圍環境脫節,孤立的人如何保持定期時間?很簡單,因為生物節奏是生命的核心,因此從分子水平到整個身體的生命一直進行調節。這些不僅包括我們的睡眠/喚醒週期,還包括體溫,激素,代謝和心血管系統,僅舉幾例。
這些節奏具有許多影響,尤其是在公共衛生方面。確實,許多疾病是情節性的 - 例如,哮喘晚上更嚴重,而心血管事故在早晨更為頻繁。另一個例子是輪班工作,它使人們與環境脫節。它可能與工人中癌症的風險增加有關,促使世衛組織將其標記為可能的致癌物。
節奏也影響我們與其他物種的相互作用。例如,非洲錐蟲病,也稱為睡眠病,是我們日常節奏的障礙由寄生蟲引起錐蟲錐蟲,誰代謝也是每天- 就像我們免疫。
基因:偉大的鐘錶製造者
地球,月亮和太陽的旋轉產生了有利於選擇的環境週期生物鐘。
生物鐘是一種機制的機制,在沒有環境信號的情況下,它以其自身的頻率運行。例如大約,意思是“大致”,並且Diem, “天”)。

這晝夜節律機制首先是在果蠅中發現的1970年代也稱為果蠅。它基於幾種基因的轉錄和翻譯中的反饋迴路 - 基因A促進了基因B的表達,從而抑制了基因A的表達 - 產生振盪。在白天,光通過稱為加密色素的光感受器誘導環的特定因子的減少。有趣的是,該機制的關鍵因素基本上僅包含一些名稱的基因時期,,,,永恆,,,,鐘和循環。但是,時鐘的微調和調節是基於一個複雜的分子和神經元網絡,可確保其時間和精度。

隨著時鐘基因因物種而異,沒有單一的,總體的晝夜節律可以組織生命。但是原理保持不變:表達振蕩的基因。到目前為止,已經在所有研究的分類單群(生物組)中描述了生物節奏,其中包括藍細菌(一種通過光合作用獲得能量的細菌),真菌,植物和動物,包括人類。
此外,各種時間的送禮者(計時器)將生物體與其環境同步:光(迄今為止研究最多),溫度和食物,尤其是。
環境同步的內部時鐘
這個晝夜節律關注的一個非常具體的含義噴氣機。這是個人內部節奏與他們所處時區時期的偏差。
一般而言,環境信號,尤其是光線,有助於重新同步個人:夜晚結束時感知到的光將時鐘向前移動,而在夜晚開始時,光線會延遲。白天感知的光無效。在人類中,光不會直接被分子時鐘感知,而是在視網膜中捕獲,然後通過視網膜 - 高層丘腦途徑傳輸到中心時鐘,在那裡它調節了時鐘蛋白的合成。但是,該系統不是無限可擴展的:人體大約需要一天的時間才能適應一個小時的時間差。
和智人'內在的晝夜節日平均24.2小時,我們要向西行駛並延長日子比向東行駛並縮短它們要容易。這也是為什麼在地球深處隔離自己的運動員和研究人員,最終會隨著時間的流逝而失去同步,最終會覺得比太陽日24小時的天數少了。
其他時間,其他時鐘
晝夜節律並不是唯一自然存在的時鐘機制。許多生物過程是季節性,例如許多鳥類和昆蟲的遷移,許多動物物種的繁殖和冬眠和植物的開花。這種季節性通常由幾個因素決定,包括Circanual時鐘對於許多物種。該時鐘的機制尚未確定。
海洋物種中的時鐘機制也未知,部分原因是海洋複雜的時間結構。海洋生物暴露於白天和黑夜交替的太陽週期,該週期疊加在一系列的月球週期上,其中最突出的是潮汐週期(週期為12.4小時或24.8小時)。半lunar和月球週期(14.8天/29.5天)與月相有關,也通過光和潮汐強烈調節海洋環境。季節也影響了這些生態系統。

為了研究水熱貽貝在逼真的條件下的生物節奏,使用ROV對它們進行了取樣,然後在“凍結”其生物學時代的溶液中直接保存在海底,深度為1,700米。這些樣品在紅光下採集,非常精確,每2小時4分鐘,總計24小時48分鐘。圖片來源:ifremer/自然通訊,,,,cc by
儘管複雜,但可以預測海洋環境的時間結構,並且在海洋物種中描述了與所有這些週期相關的生物節奏。例如,許多珊瑚同步它們的繁殖,在很短的時間內每年產卵一次。一些海洋蠕蟲正好蜂擁而至每月一次在夜晚最黑暗的小時,在產卵和垂死之前發起了他們的生殖舞蹈。
有趣的是,在2020年,我們的科學家團隊透露,生物節奏不僅限於沿海環境。我們確實表明行為和基因表達的節奏,深度為1,700米,在居住在中大西洋山脊的熱液通風口中的貽貝中。我們的工作強調,即使在最極端的生活環境(例如深海),生理學的時間協調可能至關重要。