Đồng hồ sinh học-bí quyết giúp tiết kiệm năng lượng cho loài cá không mắt Mêhico
Cá không mắt Mêhico
Loài cá không mắt đặc biệt của Mêhicô có tên gọi Mexican tetra là một loài cá đặc biệt bởi chúng không có mắt và sống trong các hang động tối tăm. Các nhà khoa học đã tự hỏi: ở trong một hang động tối tăm không một chút ánh sáng như vậy, thì liệu loài cá này có phân biệt được ngày và đêm? Có lẽ hoạt động của chúng ngày hay đêm cũng như nhau mà thôi?
Tuy nhiên, nhà khoa học Damian Moran – thuộc Viện nghiên cứu New Zealand đã ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng dù ở trong hang động tối tăm như vậy, loài cá không mắt Mêhicô vẫn có thể phân biệt được chu kỳ ngày và đêm, và hoạt động tương ứng với chu kỳ ngày đêm đó là vì chúng có một đồng hồ sinh học đặc biệt giúp chúng dễ dàng thích nghi với môi trường sống khắc nghiệt. Vào ban đêm chúng tiết giảm sự hấp thụ khí oxy nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng cho cơ thể (loài cá này hô hấp ít hơn và tiết kiệm được khoảng 27% lượng khí ô xy so với ban ngày). Nhưng vào ban ngày, loài cá không mắt Mêhicô sống chủ yếu trên bề mặt nước và sử dụng lượng ôxy lớn hơn ban đêm. Quá trình này lặp đi lặp lại không một chút sai lệch về thời gian, cho thấy hoạt động của đồng hồ sinh học nhạy bén của loài cá không mắt Mêhicô.
Ve sầu và khả năng phán đoán chính xác thời gian
Ve sầu
Một ví dụ điển hình khác cho chức năng đồng hồ sinh học tồn tại ở mọi loài vật, đó là trường hợp của loài ve sầu. Đồng hồ sinh học của loài ve sầu khá chuẩn xác và tái khởi động lại sau mỗi chu kỳ 24 giờ đồng hồ - một dạng dồng hồ sinh học phổ biến ở hầu hết các loài vật trên trái đất. Nhờ đó, loài ve sầu có thể kiểm soát giấc ngủ, bữa ăn, sự tăng, giảm nhiệt độ cơ thể, huyết áp, sự tiết hormon và nhiều quá trình quan trọng khác trong cơ thể chúng.
Sâu biển và đồng hồ sinh học theo giờ mặt trăng
Sâu biển
Cũng giống như loài ve sầu, loài sâu biển có tên khoa học là Platynereis dumerilii có đồng hồ sinh học đặc trưng riêng 24 giờ, song là theo giờ mặt trăng. Bởi mặt trăng có ảnh hưởng tới chu kỳ sinh sản và đẻ trứng của các loài này. Cho tới nay, giới khoa học vẫn chưa thể làm rõ loại protein nào kiểm soát đồng hồ sinh học theo giờ mặt trăng của các loài như sâu biển, song những thí nghiệm đều cho thấy những loài sinh sản phụ thuộc vào chu kỳ mặt trăng có đồng hồ sinh học khác biệt với những loài có đồng hồ sinh học theo ngày đêm.
Rận biển đốm (Eurydice pulchra) và đồng hồ sinh học theo chu kỳ thủy triều
Rận biển
Loài rận biển có nhịp sinh học theo thủy triều, chính đồng hồ sinh học trong cơ thể giúp loài này phân biệt được thời điểm thủy triều lên, xuống và tạo cho nó bản năng sinh tồn là chui sâu vào trong cát để tránh bị sóng cuốn ra ngoài biển. Đồng hồ sinh học theo thủy triều được khoa học xác định là được chi phối bởi loại protein có tên casein kinase 1 .
Loài cá hang động Somali (tên khoa học là Phreatichthys andruzzii) với chu kỳ sinh học dài nhất
Cá hang động Somali
Đúng như tên gọi, loài cá hang động Somali là loài chuyên sống trong các hang động tối tăm giống như cá không mắt Mêhicô. Trong hơn một triệu năm, chúng chưa bao giờ nhìn thấy mặt trời, nhưng rõ ràng những biểu hiện của loài này cho thấy chúng vẫn có đồng hồ sinh học và thường lặp lại theo chu kỳ kéo dài 47 giờ đồng hồ. Các nhà khoa học không lý giải vì sao đồng hồ sinh học của loại cá hang động Somali lại kéo dài 47 giờ đồng hồ, song theo chuyên gia sinh vật học Barbara Helm thuộc Trường đại học Glasgow: sinh vật có thể có những chu kỳ kéo dài khác nhau, tùy thuộc vào đặc tính sống của chúng.
Chim di cư và cá voi con có thể tự điều chỉnh đồng hồ sinh học trong cơ thể tùy hoàn cảnh
Loài chim di cư và loài cá voi khi mới sinh, kể cả cá heo có thể không ngủ trong hàng tuần lễ, nhưng đồng hồ sinh học của chúng sẽ quay trở lại trạng thái bình thường khi chúng lớn và trở thành những con cá trưởng thành. Với loài chim thì sau khi tới được điểm cần đến, chúng lại quay trở lại trạng thái sinh học quen thuộc. Có thể chúng tự biết cách điều chỉnh đồng hồ sinh học về trạng thái phù hợp với hoàn cảnh, song đến nay, hoạt động của đồng hồ sinh học ở những loài này vẫn còn là một điều bí ẩn đối với giới khoa học.