Ceasurile organismelor

Publicat în Dilema Veche nr. 1038 din 29 februarie – 6 martie 2024
Jean-Jacques d’Ortous de Mairan
Jean-Jacques d’Ortous de Mairan

Într-un moment emoționant din opera lui Richard Strauss, Cavalerul Rozelor, prințesa von Werdenberg recunoaște cu disperare că uneori se trezește noaptea și oprește toate ceasurile din casă, pentru a opri sunetul trecerii timpului. Chiar și așa, un ceas ar fi continuat să bată în ritmul circadian al organismului, deși probabil nu ar fi fost o informație foarte relevantă pentru protagonistă. Precum îi sugerează chiar numele, compus din termenii latinești circa (în jur de) și dies(zi), oscilațiile ritmului circadian sînt calibrate la durata zilei, astfel încît la anumite intervale de timp au loc schimbări ale fiziologiei organismului. Majoritatea organismelor vii au astfel de ritmuri sincronizate cu o durată de aproximativ 24 de ore, cea a unei zile pe Pămînt. Primul experiment cu privire la fenomenul circadian a fost realizat de astronomul francez Jean-Jacques d’Ortous de Mairan, care și-a prezentat rezultatele în 1729. De Mairan era interesat de planta Mimosa pudica, sau planta sensibilă, care își repliază frunzele atît dacă sînt atinse, cît și noaptea. De Mairan s-a întrebat dacă această retragere a frunzelor noaptea, urmată de o redeschidere pe timp de zi, se păstrează și în absența luminii soarelui. Așezînd o plantă într-o cameră întunecată, a observat că ciclul de închidere și redeschidere a frunzelor se păstrează și în absența luminii care să indice trecerea de la zi la noapte. Deși De Mairan credea că ar trebui investigat dacă ar putea exista alte modalități prin care planta să fi simțit trecerile dintre zi și noapte, cum ar fi schimbările de temperatură între cele două perioade, el făcuse deja un prim pas spre ceea ce avea să fie o importantă descoperire a secolului XX, și anume existența unor „ceasuri” interne ale organismelor, codificate în materialul genetic. 

Ciclul circadian este prezent în tot sistemul unui organism, influențîndu-i fiziologia. În cazul omului, ritmul circadian este menținut de o structură a creierului numită nucleul suprachiasmatic, compus din niște mii de neuroni care primesc informații de la nervii optici ce percep schimbările de lumină din afara organismului. Acest „ceas central” semnalează apoi altor organe, precum ficatul sau plămînii, care au și ele ceasuri interne. Sincronizarea activității acestor organe în cadrul ciclului circadian este uneori comparată cu o orchestră ale cărei instrumente sînt în armonie. Unul din modurile prin care acest „ceas central” menține ritmul circadian este controlul secreției melatoninei, un hormon care este secretat doar pe timp de noapte. Astfel, nucleul suprachiasmatic este considerat a fi un pacemaker, menținînd pulsul ceasurilor interne. De asemenea, ceasurile interne sînt influențate de diferite semnale externe, cum ar fi lumina. Un astfel de semnal se numește un Zeitgeber (ceva care dă sau indică timpul), un bun exemplu fiind temperatura. Totuși, chiar și în absența semnalelor de la diferiți Zeitgebers, așa cum sugerează și observația lui De Mairan, celulele sînt deja programate să își mențină ritmul circadian, schimbîndu-și compoziția moleculară la anumite ore, activînd și dezactivînd diferite „gene-ceas” – clock genes. Descoperite începînd cu anii 1970, genele-ceas sînt activate în anumite intervale ale zilei, ziua sau noaptea, influențînd activitatea internă a celulelor pentru a le calibra la momentul zilei, mai ales la starea de trezire sau de somn. Aceste mecanisme genetice interne pot fi recalibrate sub influența diverșilor Zeitgebers, așa cum se întîmplă atunci cînd organismul se ajustează la un nou fus orar. Cei trei cercetători americani care au descoperit aceste gene au fost laureați ai premiului Nobel în 2017, iar cercetarea rolului lor continuă. 

Pe lîngă ritmul circadian, există și alte moduri în care celulele țin cont de timp. Astfel, în cursul dezvoltării multor organisme, niște molecule numite factori temporali (temporal factors) sînt activate pe rînd, definind și cizelînd identitatea celulelor din creier, contribuind astfel la formarea diferitelor tipuri de neuroni. În plus, schimbări ale tempo-ului cu care se dezvoltă organismele fac parte dintr-un proces care contribuie la evoluția speciilor. În cursul dezvoltării vertebratelor au loc o serie de procese moleculare care definesc una din axele corpului, cea de la cap pînă la picioare, ce se derulează în aceeași ordine indiferent de specie. Deși această perioadă a dezvoltării este alcătuită din aceeași secvență de pași, procesul durează cam de două ori mai mult la oameni decît la șoareci. Ajustarea tempo-ului acestor procese, mai ales a vitezei cu care decurg diversele reacții biochimice din organism, contribuie la diversitatea speciilor. 

În romanul său Visele lui Einstein, fizicianul și scriitorul Alan Lightman își imaginează visele și gîndurile pe care Einstein le-ar fi putut avea cînd lucra la teoria relativității. În una din povestiri, Lightman deosebește între timpul „mecanic”, cel al ceasurilor, și timpul subiectiv al „corpului”. Potrivit acestei viziuni, omul trăiește fie ca o mașinărie care urmează timpul mecanic, fie ca individ schimbător indiferent la timpul mecanic, însă nu le poate trăi concomitent pe ambele. Ceasurile interne ale organismelor par totuși să fi ajuns la un fel de compromis, așa încît, deși sînt active potrivit unor mecanisme proprii, sînt influențate în moduri pe care încă le descoperim de schimbări ale condițiilor exterioare. 

Laura-Yvonne Gherghina este doctorandă la Departamentul de Fiziologie, Dezvoltare și Neuroștiințe al Universității din Cambridge.

Foto: wikimedia commons.

image png
Scrierea și scrisul
Cînd unii «intelectuali» catadicsesc (nu catadixesc!) să scrie cîteva rînduri, îți pui mîinile în cap! Dixi!...”
p 22 la Necsulescu jpg
Mama, între Leagăn și Lege
Cu alte cuvinte, a seta o limită fermă și apoi a putea fi alături de copil în stările lui de revoltă, furie și neputință în timp ce asimilează limita.
image png
De la supă la politică
Anul trecut, o investigație jurnalistică a WELT a scos la iveală țelul principal al asociației: acela de a se transforma într-un partid politic.
p 22 jpg
Limba trădătoare
Și, cu toate acestea, ce capacitate formidabilă au de a distruge vieți…”.
image png
Casă bună
Însă, de bună seamă, pe vremea lui Socrate, și casele erau mai... reziliente, și timpul avea mai multă răbdare...
p 22 Radu Paraschivescu WC jpg
Radu Paraschivescu. Portret sumar
Cărţile lui Radu Paraschivescu sînt mărturia unei curiozităţi insaţiabile, a unui umor inefabil şi a unei verve torenţiale.
p 22 WC jpg
„Trecutul e o țară străină“
Ethos creștin? Indiferent de explicație, gestul este de o noblețe spirituală pe care ar trebui să o invidiem de-a dreptul.
image png
Cînd trădarea e familiară
Filmul devine astfel o restituire simbolică pentru experiențele trăite.
p 7 coperta 1 jpg
Sfîrșitul visului african
Începutul „oficial” al Françafrique e considerat anul 1962, cînd Charles de Gaulle l-a însărcinat pe Jacques Foccart, întemeietorul unei firme de import-export de succes, cu coordonarea politicii africane a Franței.
p 22 la Gherghina WC jpg
Cabinetul de curiozități al evoluției
În ciuda spectaculoasei diversități a organismelor vii, evoluția a făcut ca, prin înrudirea lor, acestea să se asemene ramurilor unui singur arbore.
image png
Sofisme combinate
Și în cazul comunicării interpersonale, distincția dintre „public” și „privat” contează.
fbman png
Testul omului-facebook
Dar să identificăm oamenii-facebook din lumea noastră și să îi tratăm ca atare, încă mai putem.
image png
Încăpățînare discursivă
Altminteri, cînd politicienii nu-și înțeleg misiunea, cheltuindu-și energia în dispute stupide și inutile, rezultatul poate fi ușor de ghicit.
1031 22 23 jpg
O lume schizoidă
Laura Carmen Cuțitaru este conferențiar la Literele ieșene, specializată în lingvistică americană.
the running man jpg
Arta figurativă și teoria recapitulării
Totodată, ambele dezvăluie peisaje unice, de o frumusețe nemaiîntîlnită.
image png
Dezamăgirea ca „dezvrăjire”
Este o deșteptare amară, dar deșteptare. Ni se pare că ni s-a luat un solz de pe ochi.
image png
De ce 2 și nu 1
Ajunși în acest ultim punct, tot ceea ce putem, așadar, conștientiza e că nu sîntem niciodată 1, ci 2, că nu sîntem niciodată singuri
image png
Oglinzile sparte ale organismelor
Astfel, poate că natura se repetă, dar nu vrea mereu să spună același lucru.
image png
Topografia iertării
Uneori, poate să apară efectul iertării de sine pentru neputința de a ierta pe alții din afară.
p 23 WC jpg
Etică și igienă
Revenind acum la psihologie și experimente, Arie Bos notează că „acolo unde miroase a substanțe de igienă, oamenii se comportă mai sociabil și mai generos”.
p 21 Viktor E  Frankl WC jpg
Pustiul refuzat
Nimic de adăugat, nimic de comentat.
p 22 jpg
Contradicțiile dreptului proprietății intelectuale
Ce înseamnă, mai exact, forma radicală a ideii? Înseamnă forma simplificată și agresivă a ideii.
p 7 LibertÔÇÜ 6 jpg
Dreptate pentru vînzătorii stradali
Comerțul stradal e o activitate economică legitimă prin care își cîștigă existența milioane de oameni.
Jose Ortega y Gasset jpg
(In)dispensabilitatea valorilor
Lumea este plină de oameni care nu au venit în contact cu marile valori.

Adevarul.ro

image
„Iuda“ care i-a trădat pe luptătorii anticomuniști, plătit regește. Povestea legendarului Ogoranu care nu a putut fi prins de Securitate timp de aproape trei decenii
Banda lui Ion Gavrilă Ogoranu, din care făceau parte unii din cei mai vestiți luptători anticomuniști, a fost anihilată după au fost infiltrați trădători. Informatorii Miliției și ai Securității primeau bani grei pentru informații despre partizani.
image
Joburile de rutină cresc riscul de declin cognitiv cu 66% și de demență cu 37%, potrivit unui studiu
Conform unui nou studiu, activitatea intensă a creierului la locul de muncă ar putea da roade nu numai în ceea ce privește avansarea în carieră, ci ar putea, de asemenea, să protejeze cogniția și să contribuie la prevenirea demenței pe măsură ce înaintezi în vârstă.
image
Rujeola a început să-i ucidă și pe părinții nevaccinați. Număr record de cazuri
În România avem epidemie de rujeolă, iar situația devine din ce în ce mai gravă: săptămâna trecută s-a înregistrat un record de îmbolnăviri.

HIstoria.ro

image
Femeile din viața lui Lucrețiu Pătrășcanu
Lucrețiu Pătrășcanu a fost un personaj al deceniilor 4 și 5, controversat în timpul vieții, cat și după asasinarea sa în 1954.
image
A știut Churchill despre intenția germanilor de a bombarda orașul Coventry?
Datorită decriptărilor Enigma, aparent, Churchill a aflat că germanii pregăteau un raid aerian asupra orașului Coventry. Cu toate acestea, nu a ordonat evacuarea orașului și nici nu a suplimentat mijloacele de apărare antiaeriană.
image
Căderea lui Cuza și „monstruoasa coaliţie”
„Monstruoasa coaliţie“, așa cum a rămas în istorie, l-a detronat pe Alexandru Ioan Cuza prin lovitura de palat din 11 februarie.