Географическое положение влияет на биологические часы жуков: новые данные
Биологические часы — внутренний механизм отсчёта времени, управляющий поведенческими паттернами (например, циклом сна и бодрствования) и развитием у живых организмов. Эти ритмические процессы называются циркадными ритмами.
Хотя циркадные ритмы изучены подробно, остаётся неясным, почему у некоторых видов их характеристики меняются в зависимости от географического положения (так называемый кли́н). Исследования на плодовых мушках давали противоречивые результаты.
В новом исследовании, опубликованном в PLOS ONE, учёные из Японии под руководством профессора Такахисы Миятаке из Университета Окаямы использовали новую модель — красного мучного жука, широко распространённого в Японии.
Методология:
- Жуки были собраны на 37 рисовых мельницах по всей Японии.
- Их содержали в лабораторных условиях, имитирующих естественную среду.
- После 20 дней адаптации циркадный ритм более 1500 особей оценивали по их локомоторной активности в течение 10 дней.
Ключевые результаты:
- Сила ритма (амплитуда) снижалась с увеличением широты: у жуков с севера ритмы были слабее, чем у южных.
- Долгота (восток–запад) не оказывала значимого влияния.
- Период ритма (длина цикла) не менялся в зависимости от широты или долготы, что противоречит некоторым более ранним исследованиям.
Объяснения учёных:
- Более слабые ритмы на высоких широтах могут быть связаны с суровыми условиями среды, которые сильнее влияют на поведение, чем внутренние часы.
- Неизменный период ритма может объясняться активным потоком генетического материала между популяциями жуков, что нивелирует генетические различия.
Профессор Миятаке отмечает важность работы в контексте глобального потепления: многие насекомые расширяют ареалы на север, и природа их циркадных ритмов может меняться. Это открывает новое поле для исследований, включая возможную применимость подобных закономерностей к человеку.