De circadiane cyclus in het dierenrijk

Het gedrag van dieren - inclusief hun eetgewoonten - kan worden veranderd door een aantal omgevingsfactoren, zoals de wisseling van de seizoenen. Verschillende blootstellingen aan licht en temperatuur spelen ook een rol in deze cyclus.

Geschreven en geverifieerd door advocaat Francisco María García.

Laatste update: 29 januari, 2023

De circadiane cyclus in het dierenrijk kan worden omschreven als de variaties in de fysiologische aard van een dier die samenvallen met omgevingscycli. Deze cycli, ook wel ritmes genoemd, worden meestal elke dag regelmatig herhaald.

Deze variaties, die gesynchroniseerd zijn met dag en nacht, kunnen elke 20 tot 28 uur variëren. Bij dieren die ver van de tropen leven, past hun circadiane cyclus zich aan de seizoenen aan. Door deze aanpassing kunnen ze hun dagelijkse activiteit aanpassen aan de tijd dat er zonlicht is.

Dierlijke circadiane cycli: licht en temperatuur

Circadiane cycli treden op zonder ingrijpen van buitenaf. Wetenschappers hebben met verschillende soorten levende wezens geëxperimenteerd en hun relatie met hun slaappatroon of honger geobserveerd. Uit deze experimenten blijkt dat deze gedragingen zich cyclisch herhalen. Met andere woorden, ze reageren in principe op veranderingen in licht en temperatuur.

De circadiane cyclus van dieren in de geschiedenis

Door de geschiedenis heen zijn de circadiane cycli van dieren nauwlettend gevolgd door geleerden als Aristoteles, die dagelijkse en jaarlijkse veranderingen waarnam, zelfs in het plantenrijk.

Vervolgens heeft ook Claudius Galenus de vogeltrek, de slaapcycli van dieren en de winterslaap gedetailleerd beschreven. De variaties die de Griekse filosoof waarnam, werden beschouwd als reacties op prikkels van de natuur.

Na enkele wetenschappelijke studies hebben deskundigen echter vastgesteld dat beide veranderingen onafhankelijk zijn. Niettemin bevordert of beperkt de omgeving ze.

Het was de Franse astronoom Jean Mairan die in de 18e eeuw de eerste systematische studie maakte over de circadiane cyclus. In deze studies concludeerde Mairan dat het dagritme van dieren geen nauwe relatie had met de omgeving. Tot dan toe hadden wetenschappers gedacht dat de twee nauw met elkaar verbonden waren.

Circadiane cyclus bij zoogdieren

Zoogdieren zijn de diergroep waarvan de circadiane cycli het meest zijn bestudeerd. Uit de analyses die deze studies opleveren blijkt dat het “controle-instrument” van de circadiane cyclus zich bevindt in de suprachiasmatische kern, in de hypothalamus.

De suprachiasmatische kern van de middelste (of tuberale) hypothalamus is een gebied dat een hormonale reeks beheert met dagelijkse fysiologische variaties.

Een van deze hormonen is oestradiol en een ander belangrijk hormoon om te overwegen is het luteïniserend hormoon. Deze twee hormonen zijn verantwoordelijk voor de werking op verschillende organen en het doorgeven van circadiane boodschappen vanuit het suprachiasmatisch gebied.

De hormonen die in de tuberale hypothalamus worden geproduceerd zijn ‘s nachts overvloediger dan overdag. Wanneer het oog van het dier duisternis begint waar te nemen, beginnen de systemen die groei of slaperigheid bevorderen te werken.

Externe factoren

Hoewel de wetenschappelijke gemeenschap al heeft vastgesteld dat externe factoren de circadiane cyclus bij dieren niet beheersen, veranderen ze die wel. Wetenschappers hebben bewezen dat sommige factoren een regulerende en veranderende functie kunnen hebben.

Cafeïne of alcohol, bijvoorbeeld, kunnen deze veranderingen veroorzaken. Ook zeer fel licht of radicale veranderingen in temperatuur, vooral ‘s nachts, kunnen enige veranderingen teweegbrengen.

Andere secundaire ritmen

Er zijn andere organen, behalve de suprachiasmatische kern, die het vermogen hebben om de rol van secundaire “circadiane klokken” te vervullen. Deze organen hebben het vermogen om niet aan de hypothalamus verwante reacties op te wekken. Deze reacties zijn echter aanzienlijk zwakker.

Andere factoren die de circadiane cyclus weten te beïnvloeden zijn zwangerschap en het niveau van de luchtdruk. Bij sterke veranderingen van tijdzone kan ook een terugtrekking of anticipatie van de cycli plaatsvinden.

Circadiane cycli zijn echter niet de enige cycli die voorkomen. Daarnaast zijn er andere soorten die steeds weer voorkomen. Ultradiaanse cycli zijn er daar één van. Dit zijn de terugkerende cycli die optreden tijdens de droomtoestanden. Aan de andere kant hebben we infradiaanse cycli. Dit zijn, om er een paar te noemen, de cycli van de maan en de loopseizoenen bij dieren die we ook kennen als “oestrus.”

Migraties bij verschillende groepen dieren behoren ook tot deze niet-circadiane ritmes. Deze komen jaarlijks voor met de seizoenen of om de twee jaar. Sommige gaan zelfs mee met de kiemseizoenen van het plantenrijk.

Samenvattend

Zoals we kunnen zien, wijst alles erop dat levende wezens een reeks tijdstippen bezitten, niet slechts één. Er zijn verschillende “tijden” die de geest en het lichaam van levende wezens bewonen. Veel culturen vertellen ons over de samenloop van verschillende tijden en blijkbaar ontdekt de wetenschap dat dit in feite iets reëels kan zijn.

Vroeger dachten we dat verstoringen van het circadiane ritme kunnen leiden tot verminderde gezondheid en overleving. Het nieuwste onderzoek suggereert echter dat veel dieren een veranderd circadiaans ritme hebben – of geen circadiaans ritme hebben – zonder duidelijke nadelige gevolgen.

Als gevolg daarvan zou een aanpasbare interne klok wel eens heel voordelig kunnen blijken te zijn.