Napapiirin pohjoispuolella elävillä poroilla elimistön vuorokausikello ei toimi samalla tavalla kuin yleensä, osoittaa norjalais-brittiläinen tutkimusryhmä. Normaalisti pimeähormoni melatoniinia erittyy pimeällä mutta sen erittyminen on sidottu vuorokausikelloon. Poroilla melatoniinia alkaa erittyä heti kun tulee pimeää ja se lakkaa valoisassa, vuorokauden ajasta riippumatta. Kahden vuorokausirytmin säätelyyn keskeisesti osallistuvan geenin toiminta on myös poikkeava; niiltä puuttuu vuorokausirytmi täysin.
Lähes kaikilla eliöillä yksisoluisista nisäkkäisiin vuorokausirytmi perustuu 24 tunnin vuorokauteen mutta arktisen alueen kesän yötön yö ja talven valottomat päivät vaikeuttavat vuorokausirytmin ylläpitämistä. Ajoitukseen osallistuu mutkikas geenien verkosto joka saa käynnistyssignaalin valoisan ja pimeän ajan vaihtelusta. Se havaitaan silmässä olevan valoisuusanturin avulla. Kun valoisaa tai pimeää on koko vuorokauden ajan, ajoitukseen tulee ongelmia.
Porojen melatoniinin eritystä testattiin pitämällä niitä ensin 2,5 tuntia pimeässä ja sen jälkeen saman verran valoisassa. Koe tehtiin päivän valoisaan aikaan ja kaksi kertaa 2,5 tunnin jaksot toistettiin kahdesti. Pimeähormoni melatoniinin eritys käynnistyi alle 15 minuutissa sen jälkeen kun eläimet oli viety pimeään. Valoon palaamiseen jälkeen melatoniinitaso alkoi laskea ja putosi alle mittaustason 30 minuutissa. 2,5 tunnin jakson pituus valittiin siksi että sen monikerroista ei tule 24 tunnin vuorokautta.
Pimeän ja valon vaihtelu liittyy eläimillä melatoniinin eritykseen, mutta se noudattaa silti tarkkaa vuorokausirytmiä. Poroilta vuorokausirytmi näyttää puuttuvan kokonaan. Nisäkkäillä tällaista ei ole havaittu aiemmin vaikka yhdellä kalalla ja liskoilla vastaava on todettu.
Porojen melatoniinin erityksessä on aiemmin havaittu vuosittaista vaihtelua. Samat tutkijat ovat osoittaneet että yöaikainen melatoniinin eritys on korkeimmillaan kevät- ja syyspäiväntasauksen aikaan, jolloin pimeää ja valoisaa on yhtä pitkään. Porojen elimistö toimii silloin siis suhteellisen normaalisti. Nyt raportoitu koe tehtiin päiväntasauksen aikaan, joten myös sen aikaan vuorokaudenajasta riippumaton reagointi pimeään ja valoisaan toimii muista nisäkkäistä poikkeavalla tavalla.
Tutkimuksen toisessa osassa selvitettiin vuorokausirytmiin liittyvien ns. kellogeenien toimintaa porolla. Näytteeksi otettiin ihosoluja, joissa olevien kellogeenien tiedetään toimivan jyrsijöillä erittäin säännöllisesti. Vertailukohteena käytettyjen hiirten ja hamstereiden ihosolujen kellogeenit noudattivat säännöllistä 23,2 tunnin rytmiä. Samalla koejärjestelyllä poron vastaavat geenit eivät osoittaneet minkäänlaista vuorokausirytmiä. Erikseen "ajastamalla" ne saatiin sykkimään vuorokausirytmissä lyhyeksi ajaksi, mutta toiminta pysyi rytmisenä enintään pari vuorokautta.
Vuorokausikelloa on pidetty välttämättömänä eläimille mutta ilmeisesti näin ei kuitenkaan ole. Tutkijat arvelevat että poroilla on "vuosikello", jonka synkronointi tapahtuu kevät- ja talvipäiväntasauksen aikaan. Pohjoisessa elävillä lampailla on aiemmin havaittu että kahden viikon jakson aikana erittyvä melatoniini riittää käynnistämään lisääntymiseen tarvittavat hormonitoiminnat. Poroilla lienee vastaava mekanismi.
(YLE tiede, Current Biology)
YLEn tiedeuutiset ovat suomalaista tiedettä ja tiede-elämää seuraava uutispalvelu, joka kattaa myös tärkeimmät ulkomaiset tapahtumat.
Uudistettu palvelu korvaa Teeman sivuilla aiemmin olleet tiedeuutiset.
Uutisvinkit ja kommentit: tiedeuutiset@yle.fi
