Il ritmo circadiano degli animali

· 11 aprile 2018

Il ritmo circadiano degli animali può essere definito come l’insieme delle variazioni di carattere fisiologico che coincidono con i cicli ambientali. Questi cicli, detti anche ritmi, si ripetono, di solito, giorno per giorno su base regolare.

Queste variazioni sincronizzate con il giorno e la notte possono produrre cambiamenti significativi ogni 20 o 28 ore. Nel caso di animali che vivono lontano dai tropici, il ritmo circadiano segue le normali stagioni. Questa capacità di adattamento consente agli esseri viventi di modulare la propria attività quotidiana rispetto alla presenza, o meno, di luce.

Ritmo circadiano degli animali: luce e temperatura

I ritmi circadiani si verificano senza la necessità di alcun intervento esterno. Sono presenti in diversi tipi di esseri viventi e si sviluppano in rapporto al sonno o alla fame. Gli esperimenti realizzati hanno dimostrato che si ripetono in modo ciclico, rispettando intervalli regolari legati ai cambiamenti di luce e temperatura.

Ritmo circadiano degli animali nella storia

Nel corso della storia, i ritmi circadiani degli animali sono stati seguiti da vicino da studiosi come Aristotele, che hanno osservato cambiamenti quotidiani e annuali, anche nelle piante.

Successivamente, Galeno di Pergamo descrisse anche la migrazione di uccelli, i cicli del sonno degli animali e il letargo. Queste variazioni osservate dal filosofo greco erano considerate reazioni agli stimoli della natura.

Successivamente, è stato stabilito, attraverso studi scientifici, che entrambi i cambiamenti (sonno e letargo) sono indipendenti, sebbene l’ambiente sia in grado di propiziarli o limitarli.

Ma fu l’astronomo francese Jean Mairan che, nel XVIII secolo, fece il primo studio sistematico sul ritmo circadiano. In questi studi, Mairan arrivò a concludere che il ritmo giornaliero degli animali non aveva una stretta relazione con l’ambiente. Fino ad allora, si pensava che entrambi fossero profondamente collegati.

Ritmo circadiano nei mammiferi

I mammiferi sono la classe di vertebrati più studiata per quanto riguarda i ritmi circadiani. Le analisi concludono che lo strumento di controllo dei ritmi circadiani si trova nel nucleo sovracristatico, nell’ipotalamo.

alcuni animali del sudamerica disegnati

Il nucleo soprachiasmatico dell’ipotalamo medio è un’area che dirige un gruppo ormonale con variazioni fisiologiche quotidiane. Uno di questi ormoni è l’estradiolo e un altro ormone importante da considerare è il cosiddetto luteinizzante. Questi due ormoni sono responsabili di agire su vari organi, trasmettendo messaggi circadiani dallo spazio soprachiasmatico.

Gli ormoni prodotti nell’ipotalamo medio sono più abbondanti durante la notte che durante il giorno. Quando l’occhio riesce a percepire l’oscurità, vengono allertati gli spazi che promuovono la crescita o la sonnolenza.

I fattori esterni

Sebbene sia già stato stabilito che i fattori esterni non producono il ritmo circadiano degli animali, la realtà è che possono modificarli. È provato che esiste una funzione di regolazione o alterazione della stessa.

Caffeina o alcool, ad esempio, producono queste alterazioni. Al pari di luci molto intense o forti variazioni di temperatura durante la notte.

Altri orologi secondari

Ci sono altri organi, oltre al nucleo soprachiasmatico, che hanno la capacità di svolgere il ruolo di “orologi” secondari. Questi organi hanno la capacità di generare risposte senza avere una relazione con l’ipotalamo. Tuttavia, si tratta di stimolazioni più deboli.

Altri fattori che influenzano il ritmo circadiano sono la gravidanza e i livelli di pressione nell’atmosfera. Quando si verificano forti cambiamenti del fuso orario, c’è anche il caso di anticipi o battute d’arresto dei normali ritmi.

un disegno con il ritmo circadiano degli insetti

Ma non solo ci sono ritmi circadiani, in aggiunta a loro ce ne sono altri che sono ben più ricorrenti. Parliamo, ad esempio, del cosiddetto ritmo ultradiano (circolazione sanguigna, battito delle ciglia, la secrezione ormonale, la minzione, le attività intestinali…), o del ritmo infradiano (mestruazioni, l’allevamento, i ritmi stagioni…). Si tratta di ritmi superiori a quello circadiano e, come indicato dagli esempi, hanno una cadenza più regolare.

Anche le migrazioni in vari gruppi di animali fanno parte di questi ritmi non circadiani. Questi sono dati da movimenti stagionali (annuali o superiori ai due anni) a cui possiamo sicuramente aggiungere anche le stagioni di germinazione delle piante.

Insomma, come avete visto, i ritmi circadiani sono fondamentali per determinare i modelli di sonno e veglia degli animali, inclusi noi umani. L’attività cerebrale, la produzione di ormoni, la rigenerazione cellulare e altre attività biologiche sono collegate al ciclo luce-buio. Il ritmo circadiano, come si evince da animali notturni o che vivono sottoterra, non è quindi influenzato dall’ambiente esterno ma solo dalla luce solare.