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Orologi biologici negli organismi

L’orologio biologico che permette di sincronizzare l’organismo con l’ambiente circostante si basa talvolta su meccanismi molto semplici. Ad esempio, un unico lampo di luce può agire come interruttore e indurre l’attività in alcuni organismi, allo stesso modo della luce dell’alba che, in natura, comporta il risveglio di molti animali. Ricerche condotte negli anni Ottanta hanno suggerito che questo semplice stimolo visivo funziona anche nell’uomo. Altri studi, come quelli che hanno individuato il gene per (abbreviazione di period) nel moscerino della frutta, suggeriscono che in alcuni organismi semplici un singolo gene potrebbe essere responsabile dei meccanismi coinvolti nel mantenimento del ritmo biologico.

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La regolazione a livello cellulare

Gli orologi biologici sembrano essere presenti anche a livello cellulare. Pertanto quando un frammento di tessuto, ad esempio l’occhio di una lumaca di mare, viene espiantato dall’organismo di origine, finché viene mantenuto in vita è in grado di mantenere il suo ritmo giornaliero. Nel cervello della maggior parte degli animali sembra esistere un orologio principale, che comunica per via chimica i suoi “segnali orari” al resto del corpo. Quest’ipotesi viene confermata dal seguente esperimento: se si rimuove il cervello dalla pupa di una falena e lo si espone all’alba artificiale di un fuso orario, quando questo viene reimpiantato nell’addome di una pupa priva di testa e abituata a un differente fuso orario, quest’ultima sfarfalla all’ora regolata dal cervello impiantato. Il cervello, infatti, in base al suo orologio interno stimola la liberazione di un ormone che dà l’avvio al complesso processo della metamorfosi della pupa. Esperimenti sui criceti hanno dimostrato che in questi animali l’orologio biologico principale è localizzato nell’ipotalamo, in particolare in gruppi di cellule cerebrali chiamati nuclei sovrachiasmatici.