زندگی روی زمین با گردش سیاره در یک چرخهی ۲۴ ساعته جریان دارد. حیوانات و گیاهان نیز مثل ما دارای ساعت شبانهروزی هستند که سوختوساز بدن و رفتارهایشان را کنترل میکند. اما یک سوسک خاص، با روند حاکم بر طبیعت هماهنگ نیست.
همزمان با چرخش زمین، ساعت فیزیولوژیکی ما هم تغییر میکند. نور روز گردش مولکولهای زمانسنج بدن ما را کنترل میکند. این مولکولها عملکرد بدن را تنظیم میکنند، گاهی اوقات با هورمونهای جنسی همراه میشوند، برخی اوقات به تنهایی عمل میکنند، اما همیشه راه را نشان میدهند.
پروفسور لیل و همکارانش از دانشگاه کالیفرنیا دیویس، در پژوهشی شگفتانگیز مولکولهای زمانسنجی را کشف کردهاند که با روشی کاملاً متفاوت عمل میکنند. سوسک چیفر (Holotrichia parallela)، گونهای از سوسکهای سرگینچرخان یا شاخدارسوسکان محسوب میشود که به نظر میرسد کنترل ساعت بدنش در دست هورمونهای جنسی است هورمونهای جنسی در بدن این سوسک یک ریتم درونی ایجاد میکنند که باعث میشود چرخهی شبانهروزیاش به جای ۲۴ ساعت معمول، حدود ۴۸ ساعت باشد.
شروع و پایان ساعت درونی عجیب سوسک چیفر دو برابر یک چرخهی شبانهروزی طول میکشد، به همین دلیل این چرخه به عنوان ریتم دو شبانهروزی (Circa”bi”dian Rhythm) شناخته میشود. رفتارهای برخی از حیوانات دیگر نیز با چرخهی دو شبانهروزی مطابقت دارد، از جمله رفتارهای انسانها، پشهها و سوسکها، اما مکانیسم ایجادکنندهی چرخهی ۴۸ ساعته همچنان ناشناخته است.
چرخهی بدن برخی از انسانها نیز با ریتم دو شبانهروزی مطابقت دارد
ریتم ۴۸ ساعته در طبیعت بسیار نادر است. این سوسک عجیب که در آسیا به عنوان آفت مخرب محصولات کشاورزی بدنام است، میتواند جفتش را هر شب ببیند. مادهها در شب از خانههای خاکی خود بیرون میآیند تا به ارتفاعات (مثلاً روی یک گیاه بادامزمینی کوچک) بروند و با ترشح فرومونهای فریبنده به نام LIME و L-linalool، توجه جفتشان را جلب کنند. نرها نیز خیلی راحت و سریع به این عطر واکنش نشان میدهند.
گروه محققان در ابتدا گیرندههای فرومون جنسی سوسکها را شناسایی کردند و از طریق محصولات مولکولی و الکترورتینوگرافی که واکنش شاخکهای سوسکها را میسنجد، فعالیت آنها را زیر نظر گرفتند. برای مقایسه، محققان واکنش سوسکها به متغیری گیاهی را نیز آزمایش کردند. در حالی که گیرندههای سوسکها به هر دو فرومون LIME و L-linalool جداگانه واکنش نشان میداد، قویترین سیگنالها زمانی دریافت شد که هر دو فرومون با هم ترکیب شد.
واکنش دوگانهی شاخکها، همان الگوی دو شبانه (۲۴ساعته) را در سیگنالهای شیمیایی و الکتریکی نشان داد، در حالی که واکنش سوسکها به مواد متغیر گیاهی تأثیری در چرخه نداشت. نتایج آزمایش اسرارآمیز است، زیرا چرخههای بیولوژیکی معمولاً با نشانههایی در محیطی خارجی، مانند نور یا دما هماهنگ میشود. اما هیچ چرخهی طبیعی شناختهشدهای وجود ندارد که با ۴۸ ساعت جور باشد.
محققان توضیح میدهند: «ریتم دو شبانهروزی فرصت جفتگیری را کاهش میدهد اما خطر شکارشدن را به حداقل میرساند. این سوسک با فشار شناختهشدهای از خطر شکار مواجه نیست.»
تحقیقات قبلی نشان میدهد که اگرچه تاریکی چرخهی ۴۸ ساعته را مختل نمیکند، نور همچنان نقش خودش را ایفا میکند؛ زیرا برداشتن لوبهای بینایی سوسکها، موجب ازدسترفتن هماهنگی آنها میشود.
محققان نتیجه میگیرند: «بنابراین، به نظر میرسد که در مدار بین سلولهای ساعت و نورونهای فرمان رفتاری، سازوکاری برای دو برابر کردن چرخههای ساعت وجود دارد.»
در برخی موارد، شرایط نامطلوب باید موجب شده باشد که سوسکها حضورشان را به چرخهی دو روزه محدود کنند. اما این که دقیقاً چه عاملی باعث شده بدن آنها به چنین هماهنگی منحصربهفردی واکنش بدهد، همچنان رازی جذاب باقی مانده است.
