VU Magazine 1991 - pagina 20

K

feit dat bij het invallen van de avond en het krieken van de dag zijn potentiële slachtoffers het meest weerloos zijn.

ten het stellen zonder horloge, ramen en televisie; boeken waren er genoeg en de krant werd tijdens de slaap bezorgd.

P

roefpersonen gaan onder dergelijke omstandigheden 'vrijlopen'; ze vallen terug op hun biologische klok en gaan niet slapen na het laatste journaal, maar pas wanneer hun lichaam erom vraagt. Voor de meesten blijkt een dag dan ongeveer vijfentwintig uur te duren, zodat dergelijke proefpersonen na vijfentwintig (werkelijke) dagen een volle dag achterlopen. Het patroon van slapen en waken volgt in het algemeen dit vijfentwintiguurs-ritme men gaat over op een schema van ongeveer acht uur slapen en zeventien uur waken. Opvallend is echter dat er soms ook vreemde afwijkingen in het slaapwaak gedrag optreden; een extreem lange marathonslaap van negen tien uur bijvoorbeeld,

jaren veroorloven. Daarnaast is zeventien een priemgetal en dus niet deelbaar door een ander geheel getal dan zichzelf. Dit betekent dat ook mogelijke vijanden met een levenslanten en dieren proberen op cyclus van twee tot vijf jaar, zich alle mogelijke manieren in te niet kunnen specialiseren in het vanspelen op redelijk vastliggen- gen van deze cicades. de en immer terugkerende cycli van Lange tijd heeft men gedacht dat de het getij, de maan en de seizoenen. dagelijks terugkerende, ritmische geDe strandkrab (Carcinus maenas) dragspatronen rechtstreeks onder inwacht niet tot het laagwater hem vloed stonden van de afwissehng van verrast, maar heeft ruimschoots licht en donker. Zo gauw de zon de voor die tijd een beschermd plekje dageraad aankondigde, kraaide imopgezocht onder stenen. Trekvogels mers de haan en zochten nachtdieren wachten de invallende winter niet af, als vleermuizen, egels en motten een maar verzamelen zich al in de herfst veilig heenkomen om tot rust te koom groepsgewijs naar het zuiden af men. Een Franse astronoom was de te reizen. Bij het bepalen van het eerste die constateerde dat organisjuiste tijdstip spelen interne klok- men er een inwendige klok op naken, te vergelijken met die van dag houden. In 1729 nam hij waar dat en nacht, ook in deze cycli een be- mimosa-planten hun bladeren volgens een vast patroon bleven openen langrijke rol. Maar niet alleen van bovenaf - door en sluiten, ook wanneer ze in een de stand van hemellichamen - be- donkere ruimte werden geplaatst. paalde cycli zijn voor organismen Het concept van de biologische klok was geboren. Zo'n inwendig uurwerk werd naderhand ontdekt bij de meest uiteenlopende soorten, van aardappel tot zeeduizendpoot, en van passiebloem tot het eencelhge oogdiertje Euglena. Hoewel de biologische klok alom tegenwoordig is in de dieren- en plantenwereld, blijkt de rol die deze klok speelt in het bepalen van gedrag nogal divers. Bij de passiebloem zorgt de klok ervoor dat de bloemknoppen tegelijk openen en bij veel zoogdieren speelt deze een rol bij inslapen en ontwaken. Ondanks die verschillen hebben belangrijk. Parasieten bijvoorbeeld, alle biologische klokken een opvalmoeten ook rekening houden met de lende overeenkomst: ze volgen geen levenscyclus van hun gastheer en van alle precies de regelmaat van het omgekeerd. De meeste planten moe- etmaal, maar blijken er altijd net ten zorgen dat ze gelijk met hun iets naast te zitten. Ze moeten dus soortgenoten bloeien om een goede dagelijks worden gelijkgezet op het vruchtzetting mogelijk te maken. ritme van de buitenwereld. Zulke voorwaarden hebben tot ongelooflijke aanpassingen geleid, zoals de constante periodiciteit die een bee looptijd van zo'n inwenpaalde cicade (een insektesoort) in dige klok kan pas worden Noord-Amerika er op nahoudt. De vastgesteld als men het dier poppen van dit insekt verblijven of de plant isoleert van de licht-donzeventien jaar onder de grond om kercyclus van een etmaal. Om het dan in enkele weken met miljoenen ritme van de biologische klok bij de tegelijk naar boven te kruipen. Biolo- mens vast te steUen, brachten de gen hebben zich het hoofd gebroken Duitse onderzoekers Rütger Wever over die periode van zeventien jaar en Jürgen ^5c/zo^ proefpersonen een en menen dat er sprake is van een ge- half jaar lang onder in een bunker; niale timing. Zeventien jaar is langer een tijd-isolatieruimte waarin geen dan het gemiddeld leven van een na- signalen uit de buitenwereld doortuurlijke vijand; geen enkel roofdier dringen, die het tijdstip van de dag kan zich immers zeventien magere verraden. De proefpersonen moes-

Mimosa-planten blijven hun bladeren volgens een vast patroon openen en sluiten, ook wanneer ze in een donkere ruimte worden geplaatst.

P

D

\l

naast korte 'hazeslaapjes' van vier uur. Proefpersonen zijn zich hiervan nauwelijks bewust. Ze blijken niet in staat de tijd die tijdens de slaap verstreken is, goed in te schatten. Het terugvallen op de eigen biologische klok komt ook bij sommige

Hinden voor. Bekend is het geval van een bhnde biologiestudent die 's nachts leed aan slapeloosheid en zich overdag juist vaak slaperig voelde. Toen men hem behandelde in een ziekenhuis en hij 'vrij mocht lopen', verdween zijn klacht. Maar zijn dag duurde wel circa drie kwartier langer dan die van zijn omgeving. Bij zijn terugkeer in het normale leven kwamen de problemen weer terug. Het probleem van de bhnde biologiestudent roept de vraag op waarom onze inwendige klok, en die van dieren en planten, niet gelijk loopt met de

rondlooptijd van vierentwintig uur van de aarde. We moeten daar eigenlijk blij mee zijn. Men kan beter over zo'n 'onaangepaste' klok beschikken die elke dag kan worden bijgesteld, dan over een exact op een etmaal afgestelde. Zo'n perfecte biologische klok zou tot gevolg hebben dat men gebonden is aan één bepaalde plaats op aarde. Een vogel uit een van de Russische tijdzones zou voorgoed van slag zijn als hij naar CentraalEuropa emigreert. Bovendien zou zelfs de miniemste afwijking van zo'n klok uiteindelijk resulteren in enorme, niet te corrigeren afwijkingen. Een afwijking van één minuut groeit in zestig dagen uit tot een verschil van een uur; na twee jaar zouden we van een dag-, een nachtdier geworden zijn. De biologische klok is pas bruikbaar als hij ook elke dag gelijk gezet kan worden. Een signaal van buitenaf moet er voor zorgen dat onze inwendige klok gelijk (synchroon) blijft lopen met de plaatselijke tijd. Zo'n impuls is bijvoorbeeld het daglicht, dat in de meeste gevallen dieren en planten bij de tijd houdt. Bij zoogdieren is vastgesteld dat de in de hersenen gelegen pijnappelklier hierbij een regulerende rol speelt door het afgeven van het hormoon melatonine. Deze afgifte staat weer onder controle van twee groepjes hersencellen, de zogenaamde suprachiasmatische kernen, die onder andere door hcht beïnvloed worden. Omdat licht een bepalende rol kan spelen bij het terug- of vooruitzetten van onze biologische klok wordt reeds gespeculeerd over de aanleg van lichtcabines bij internationale luchthavens, die de intercontinentale passagier van zijn jet-lag - een gevolg van het niet-synchroon lopen van de inwendige klok en die van de omgeving - moeten afhelpen. Zover is het nog niet. Maar veel mensen zullen blij zijn te vernemen dat wetenschappers er in geslaagd zijn muggen slapeloosheid te bezorgen, door ze op een bepaald tijdstip een uur lang bloot te stellen aan indirect daglicht. Eindelijk gerechtigheid. D

Drs. Gert van Maanen is bioloog, vast medewerker van VU-Magazine en als wetenschapsvoorlichter verbonden aan de Vrije Universiteit. VU-MAGAZINE—JANUARI 191

19

r^^

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen