Biyolojik Saat ve Kronobiyoloji nedir?

Yazdır Biyolojik Saat ve Kronobiyoloji nedir?

Biyolojik ritim, bir canlının ya da biyolojik olgunun belirli aralıklarla, bir frekans dahilinde tekrarlanmasına denir. En güzel örnek, uyku döngümüzdür. Günün belirli saatlerinde uyur, belli saatlerinde uyanık kalırız ve bunu sürekli tekrar ederiz. Bir diğer örnek, vücut sıcaklığı ritmidir ve gün içerisinde belirli şekillerde ve sürekli olarak vücut sıcaklığı değişimi yaşanır. Ayrıca bu sadece organizma düzeyinde değil, çevresel boyutta da değerlendirilebilir. Gel-gitlerin sürekliliği, gece ve gündüzün birbirini takip etmesi, ayın fazları bunun örnekleridir. Bunların "biyolojik ritim" dahilinde değerlendirilme sebepleri, bu olguların canlıların aktivitelerinde çok önemli yerleri olmasıdır. 

Biyolojik Saat, adından da anlaşılabileceği gibi "zamanı" ölçmeye yarar. Ancak bildiğimiz saatlerden biraz farklı bir şekilde: Biyolojik bir saatin, harici güç kaynaklarına veya zamanı ölçmek için referans alacakları cisimlere (Güneş, Ay gibi) ihtiyaçları yoktur. Biyolojik saatlerin en önemli görevi, biyolojik ritmi sağlamaları ve üreme dönemleri gibi bazı önemli biyolojik zamanlamaları yerine getirmeleridir. 

 

Biyolojik Saatler ve Ritimler neden evrimleşmiştir?

Çünkü çevre hiçbir zaman sabit değildir, sürekli olarak değişir. En basitinden, Dünya'nın kendi etrafında dönmesinden dolayı düzenli olarak gündüz ve gece, Dünya'nın Güneş'in etrafında dönmesinden dolayı mevsimler, Ay'ın Dünya'nın etrafında dönmesinden dolayı gel-gitler meydana gelir. Bunlara çevresel ritimler denir. İşte bunlara adapte olabilmemiz için, vücudumuzun biyolojik bir saate ihtiyacı vardır. Bu, bizim kontrolümüz dışında çalışan biyolojik saatimizdir. 

Bunların evrimleşmesinin sebebi, bazı hayati davranışların (beslenme, üreme, vb.) "doğru zamanda" yapılabilmesinin sağlanmasıdır. Örneğin siyanobakterilerde, fotosentez ve nitrojen bağlanması (fixation) aynı anda olabilmektedir. Ancak nitrojen, ortamda oksijen bol miktarda bulunurken bağlanamaz. Bu sebeple, Biyolojik Saat'in evrimi sonucu, bu iki işlem birbirinden ayrılmıştır. Fotosentez gündüz yapılırken, gece nitrojen bağlanır. Buna zamansal ayrışım denir.

Ayrıca Biyolojik Saatler, çok önemli bir diğer olayın sağlanabilmesi için evrimleşmiştir: Av zamanları. Bir grup canlı, gündüzleri aktifken, bir diğer grup geceleri aktiftir. Eğer bir av geceleri aktifse, o avın avcısının Biyolojik Saat'i, gece kalkmak üzere "kurulmuştur", böylece potansiyel yemeğini asla kaçırmaz. Aynı şekilde avlar da, mümkün olduğunca avcıların ortamda bulunmadığı zaman aktif olmaya çalışırlar. Elbette, meydana gelen zorunlu çakışmalar sonucu "avlanma" olayı gerçekleşir. Örneğin Türkiye'de bolca görebileceğiniz avurtlak ve kör fareler, kışın akşam 5-7 gibi ortaya çıkmaktadır. Bu saatlerde hava kararmaya başlar ve diurnal (gündüz avlanan) avcılar artık gündüzkü kadar iyi göremezler. Tabii bu defa da, nokturnal (gece avlanan) avcılar başa bela olmaktadır. İşte buna, doğal denge denir.

Bir diğer evrimleşme sebebi ise organizmaların doğal ortama katılabilmeleri içindir. Örneğin uykudan uyanmadan önce, insan biyolojik saati kortizol hormonu salgılayarak metabolik hızı arttırırlar, böylece başlayacak gün için enerji ihtiyacı hissetmeyiz. 

 

Biyolojik Saat neden önemlidir? 

Biyolojik saatleri vücudumuz pek çok yerde kullanmaktadır. Örneğin tıpkı bir saat çaların belirlenen bir saatte çalması gibi, canlıların vücudundaki biyolojik saatler de belirli zamanlarda belirli tepkilerin verilmesini sağlarlar. Örneğin bir canlının beslenme koşulları en iyi olduğu zaman, organizmanın aktivitesini arttırmaya çalışırlar.

Öte yandan Biyolojik Saatler, zamanı farkında olmadan ölçmemizi sağlarlar. Bu, beslenme, çiftleşme, göç, dinlenme ve diğer aktivitelerimizi ayarlamamızı sağlar.

Bir diğer görevi ise, bulunduğumuz ortamın zaman dilimine adapte olabilmemizdir. Çünkü her canlının bulunduğu ortama adapte olduğu bir zaman hissiyatı (time sense) vardır. Örneğin arılar, günün hangi saatinde beslenmeleri gerektiğini çok iyi bilirler. İşte bu, Biyolojik Saat yardımıyla gerçekleşir.

 

Biyolojik Saatler nerede kullanılırlar?

Günlük hayatımızda Biyolojik Saatler ile ilgili birçok durumla karşılaşırız. Bunlardan en meşhur ikisi, gece mesaisi ve jet-lag'dir. Gece mesaisi yapan insanların biyolojik saatleri kayacağı için, o gün ve sonraki günlerde eski dengesini sağlamakta zorlanacaktır. Bunun sebebi, bazı hormonların Biyolojik Saat'e göre salgılanmalarıdır ve bu hormonlar salgılanmayınca, insanın doğal dengesi bozulacaktır.

Jet-lag olayı ise, uzun uçuşlar sebebiyle gün saatinin değişiminin insan vücuduna yansımasıdır. Örneğin, Türkiye-Almanya arası 2-3 saat, Almanya-Amerika arası 9-10 saat sürmektedir. Aktarmaların 4 saat ve 7 saat olduğunu varsayarsak, Amerika'dan Türkiye'ye gelmek yaklaşık 24 saat sürmektedir. Dünya, batıdan doğuya döndüğü için, uçak da Amerika dönüşü doğuya doğru uçtuğu için, örneğin 14 Haziran 2011 tarihinde saat 15.00'da Amerika'dan yola çıkan biri, Dünya üzerinde sabitlenmiş bir noktaya göre 24 saat sonra, 15 Haziran 2011 tarihinde saat 15.00 civarında iniş yapacaktır. Ancak uçuş boyunca, kişi öğlen vakti yola çıkmasına rağmen, Güneş'in doğduğu ve ilerlediği yöne doğru ilerleyeceğinden, gün çok hızlı geçecek ve bir an önce gece olacaktır. Benzer şekilde, daha uyuma fırsatı bulamadan gece bitecektir; zira "Güneş'in yönü"nde (doğuya) gidildiği için, 8 saatlik bir gece 4-5 saate kadar inebilecektir. Bu sebeple bir an önce günler değişecektir. İşte bu, biyolojik saatimizin sapmasına ve bünyemizin işlevlerini düzgün yerine getirememesine sebep olur.

Tüm bunların ışığında, Kronobiyoloji, biyolojik ritimleri inceleyen ve bunların organizmalar üzerindeki etkilerini araştıran bilim dalına denir.

Umarız açıklayıcı olabilmiştir.

Kaynaklar ve İleri Okuma:

  1. Manchester University
  2. Essortment
  3. Circadian Cycle
  4. Chronobiology
6 Yorum