Gabriela Wagner forsker på den biologiske klokka til dyr for også å kunne si noe om den biologiske klokka til mennesker. Foto: Ida-Helene Sivertsen

Klokker, sex og død i Arktis

Body bilder: 
Reinsdyrenes gevir begynne å vokse mange måneder før det blir brukt i trekkruten om høsten. Foto: Leo Rescia
UiT Norges arktiske universitet fyller 50 år i 2018. Nordnorsk debatt markerer jubileet ved å publisere 50 kronikker fra 50 UiT-forskere i løpet av året.
Biologiske klokker er derfor grunnlaget for overlevelse, sex og død – og det har aldri vært viktigere å følge med på den.

Dagene blir lengre, og her i Tromsø kan vi føle slutten av mørketiden nærme seg raskt. Snart blir det mer dagslys og de fleste føler seg energifulle ved solens retur.

I den lange mørke vinteren, og spesielt i juleferier, sover mange mennesker lenger enn de vanligvis gjør. Paradoksalt nok, føler mange seg også mer slitne, og søvnen er vanskeligere å finne om kvelden. Årsaken til dette er vår “circadiane” klokke.

Ordet “circa-dian kommer fra latin og oversettes som “omtrent en dag”. Vår indre klokke kan gjette dagens tid, og holder kroppen innstilt til en omtrent 24 timers rytme. Klokken sitter i hjernen og koordinerer kroppsfunksjoner som søvn, aktivitet, kardiovaskulær effektivitet, muskelstyrke, blodtrykk, kroppstemperatur, hormonnivåer, koordinering, fordøyelse, sårheling og mange flere prosesser. Den cirkadianske klokken justerer også mentale funksjoner til dagens tid: årvåkenhet, reaksjonstid, kognitiv ytelse, spenningsfasthet, beslutningstaking, minne eller kreativitet.

Forskning har de siste tiårene kommet langt i forståelsen av molekylære mekanismer i denne klokken. Dette ble fremhevet av Nobelprisen i medisin eller fysiologi 2017 til tre kronobiologer (kronobiologi = vitenskapen om biologiske klokker).

Vår cirkadianske rytmer fungerer litt som en pendel-klokke og må stilles litt hver dag. Den daglige solopp- og nedgangen synkroniserer vanligvis den indre klokken med miljøet. Uten lyssignaler om morgenen i mørketiden, kan vår indre klokke bli forvirret over når det er tid for å våkne, gå på kontoret eller gå til sengs. Derfor kan vi føle oss slitne, og fortsatt finne det vanskelig å sovne.

Dette er ikke bare merkbart her i Tromsø under mørketiden, det er et verdensomspennende problem for mange som jobber i skiftarbeid eller reiser over tidssoner og opplever jetlag, eller bare lever en livsstil i kunstig lys.

Litt ukjent er en annen type biologisk klokke, allment til stede i den naturlige verden og ansvarlig for overlevelsesstrategier, sex og død. Den “cirkannuale” klokken kan forutsi omtrent hvilken tid på året det er og holder planter og dyr i tråd med kalenderen. Som den cirkadianske klokken, sitter den i hjernen og har sin egen rytme, som den bruker til å kontrollere dyrs fysiologi og oppførsel.

Jo større avstanden fra ekvator er, jo mer forandrer miljøet seg med sesonger. Mest synlig i Arktis endrer landskapet seg massivt i utseende, temperatur og mattilgjengelighet. Planter og dyr bruker daglengde for å forutsi og forberede seg til en endring i sesongen. Dette tar tid; for eksempel pelsskift fra en brun, lett sommerpels til den tykke, hvite vinterpelsen hos fjellrev, eller rypenes fjærskift skjer ikke over natten. På samme måte må reinsdyrenes gevir begynne å vokse mange måneder før det blir brukt i trekkruten om høsten Parringen skjer på en tid som garanterer at ungdyr blir født mer enn et halvt år senere på en tid med god mattilgjengelighet. Ørret eller laks må reversere hele sitt innhold av vann for å styre migrasjonen mellom fersk- og sjøvann – også en langvarig prosess. Knølhval vet når silda kommer inn i de norske fjordene og når de må dra på den lange turen til tropiske vann for kalvens fødsel. Langdistansetrekkfugler har en komplisert tidsplan for migrasjon, seksuell modning og fjærskift, egglegging, oppdrett av kyllinger, andre fjærskift og høsttrekk sørover igjen. En brun bjørn må fete seg opp før vinteren og vet ikke bare når man skal gå i dvalemodus, men også når det er på tide å våkne igjen. Alt dette styres av daglengden, selv i Arktis, hvor det mangler signaler på lys og mørke noen måneder per år.

Alle disse sesongmessige tilpasningene har utviklet seg for å sikre de optimale forholdene for å overleve. På feil tidspunkt er alt dette verdiløst og vil føre til død eller utrydning av hele populasjoner. Med klimaendringene er de genetisk bestemte klokkemekanismene ikke lenger i samsvar med miljøforholdene. Parring, oppdragelse av unger og det å fete seg opp for tider med lite mat og migrasjon kan plutselig skje på uegnede tider. Biologiske klokker er derfor grunnlaget for overlevelse, sex og død – og det har aldri vært viktigere å følge med på den.

  • Om forskningsfeltet: På UiT Norges arktiske universitet forsker vi på de molekylære og genetiske mekanismene av biologiske klokker ved Arktisk Kronobiologi og Fysiologi forskningsgruppen ved Institutt for arktisk og marin biologi. Du kan høre mer om forskningen i UiTs forskningspodcast ”Observatoriet” som du finner på iTunes, Soundcloud og andre podcast-kanaler. 

Lik Nordnorsk Debatt på Facebook

Annonse
Her er du velkommen til å debattere saken videre. Men tenk gjennom hvordan du vil framstå og hvilke uttrykk du bruker. En liten huskeregel: Ikke skriv noe som du ikke kunne ha ropt ut på torget med mange tilhørere. Du må bruke fullt navn - falske profiler blir utestengt. Hold deg til saken, vis respekt og stor raushet overfor andre. Trakassering, trusler og hatske meldinger slettes.

Med vennlig hilsen Guttorm Pedersen, debattredigerer

Annonse