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Rentier im Halbdunkel

Arktische Uhren gehen anders

Im hohen Norden zeigt sich die Sonne im Winter nur stundenweise, nördlich des Polarkreises taucht sie gar nicht auf. Rentiere haben sich an diese extremen Bedingungen angepasst, wie eine Studie zeigt: Ihre innere Uhr hat den Tagesrhythmus verloren.

Biorhythmus 12.03.2010

Tage ohne Rhythmus

Der 24-stündige, "circadiane" Rhythmus gilt als erstes Schwungrad der inneren Uhr, die dem Körper den Lebenstakt vorgibt. Fällt die Synchronisation der Organe - etwa in Ermangelung natürlicher Lichtreize - aus, schlägt sich das auf die Gesundheit. In milder Form kennt jeder das Phänomen vom berühmten Jetlag, durchaus ernster können die Folgen indes bei langfristigen Entkoppelungen sein. Schichtarbeiter etwa leiden häufiger an Magengeschwüren, sind anfälliger für Alkoholismus, haben eine reduzierte Lebenserwartung etc. - "Desynchronose" heißt das Krankheitsbild im Medizinerdeutsch.

Die Studie: A Circadian Clock Is Not Required in an Arctic Mammal. "Current Biology" 20, 1–5, doi:10.1016/j.cub.2010.01.042

Dennoch gibt es Lebewesen, die auch ohne circadianen Rhythmus recht gut leben können, wie Andrew Loudon nun im Fachblatt "Current Biology" berichtet. "Offenbar hat die Evolution einen Weg gefunden, das zelluläre Uhrwerk bei Rentieren abzuschalten", schreibt der Biologe von der University of Manchester in einer Aussendung. "Solche Tagesuhren könnten sogar hinderlich sein, wenn es in der Umwelt die meiste Zeit keinen verlässlichen Hell-Dunkel-Zyklus gibt."

Dereguliert: Hormone ...

Die Architektur der inneren Uhr ist mehrstufig. Oszillationen lassen sich üblicherweise bereits auf Genebene nachweisen, als Steuerzentrale der Körperuhr gilt eine Hirnregion namens "suprachiasmatischer Nukleus", in der innere und äußere Rhythmen zusammenfinden. Und nicht zuletzt hat der Rhythmus auch sein Abbild auf hormoneller Ebene.

Dieses hormonelle Abbild dürfte den Rentieren weitgehend fehlen, wie Loudon und seine Kollegen nachgewiesen haben. Normalerweise verwenden Tiere die Lichtreize als Feinjustierung ihres eigenen, inneren Rhythmus. Rentiere hingegen produzieren das Schlafhormon Melatonin ohne vorgegebenes Muster: Wird es dunkel, fährt die Produktion hoch, beim ersten Sonnenstrahl fällt sie wieder. Was durchaus sinnvoll ist, wenn die Tageslänge im Verlauf des Jahres so extrem schwankt wie in der Artkis.

... und Gene

Das britisch-norwegische Forscherteam verglich auch Hautzellen der Rentiere mit solchen von Mäusen. Letztere hatten in Bezug auf die Aktivität zweier Gene einen ausgeprägten Rhythmus, bei den Hirschen aus dem hohen Norden war erwartungsgemäß auch hier kein Muster zu erkennen, zumindest kein regelmäßiges.

Loudon und Co. glauben, dass die Rentiere zwar das komplette Set an "Clock-Genen" besitzen, mit denen andere Säugetiere ihre innere Uhr in Schwung halten. Aber deren Regulation dürfte von der üblichen Gangart deutlich abweichen. Ob das auch für andere Tiere der Arktis gilt, bleibt nachzuweisen.

Robert Czepel, science.ORF.at

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