وجود ساعت زیستی در طبیعت چه فوایدی برای جهان خلقت دارد؟
وجود ساعت زیستی در طبیعت چه فوایدی برای جهان خلقت دارد؟

وجود ساعت زیستی در طبیعت چه فوایدی برای جهان خلقت دارد؟، همه‌ی دانشمندان شیفته‌ی نظریه‌ی پروکسی‌ردوکسین نیستند. یک عصب‌شناس از مرکز پزشکی جنوب‌غربی دانشگاه تگزاس واقع در شهر دالاس به نام «ژوزف تاکاهاشی» (Joseph Takahashi) می‌گوید: «آن‌ها یک نقشه‌ی مفصل دارند، با این حال هنوز هیچ مدرکی برای تایید صحت این نقشه وجود ندارد.» اونیل می‌گوید: «ما هنوز سازوکاری برای آن پیدا نکرده‌ایم. آن‌چه آن‌‌ها دارند، مشاهداتی است که با مدل‌های کلاسیک سازگار نیست. آن‌ها ساعت‌ها را ماشین‌هایی از پروتیین‌های نوسان‌کننده و مولکول‌های RNA پیام‌رسان می‌دانند که برای فرار از نور تکامل یافته‌اند.»

آن‌چه در استدلال اونیل محوری است، این ایده است که حتما باید یک ساعت باستانی وجود داشته باشد که موجودات زنده‌ی مختلف و پیشرفته‌تر، ساعت خود را بر اساس آن ساخته‌ باشند. دیگر پژوهشگران مثل اونیل خیلی وابسته به این نظریه نیستند و درباره‌ی ساعت‌های مستقل هم فکر می‌کنند.

یک میکروبیولوژیست از دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیگو به نام «سوزان گولدن» (Susan Golden) می‌گوید: «تصور نمی‌کنم که لازم باشد فکر کنیم ساختن ساعت زیستی مشکل است.» فرایندهای زمان‌سنجی که در طبیعت پیرامون می‌بینیم، شاید فقط آن‌هایی هستند که باقی مانده‌اند. در حقیقت ممکن است که موجودات زنده، دیگر زمان‌سنج‌ها و دیگر آهنگ‌ها را امتحان کرده و کنار گذاشته‌اند. اخیرا یک گروه پژوهشی مستقل کشف کرده که نوعی کرم آبی، دارای ساعت قمری است و یک شته‌ی دریایی، زمان‌سنج جزر و مدی دارد.

گروه آزمایشگاه گولدن در حال دستکاری ساعت زیستی سیانوباکترها است تا بفهمد آیا آن‌ها می‌توانند شاخص زمان‌سنجی خود را تغییر دهند یا خیر. مثلا شاخص خود را هفته‌ها یا ساعت‌ها به جای روزها قرار دهند.

فواید در جهان واقعی

هرچند که هنوز هیچ‌کس ساعت مادر را پیدا نکرده، ولی بعضی از دانشمندان خیلی فیلسوفانه درباره‌ی اینکه چرا این فرایند می‌توانسته از آغاز برای موجودات زنده مفید باشد فکر می‌کنند. فرار از پرتوهای مضر خورشید و گریز از مسمومیت با اکسیژن، احتمالا دلایل کافی برای پیدایش ساعت‌های زیستی نیستند. بعضی از پژوهشگران می‌گویند که مزیت داشتن یک ساعت، می‌تواند جدا نگه داشتن واکنش‌های متناقض شیمیایی یا کمک به عملکرد روان‌تر سلول‌ها باشد. این کار با استفاده از برنامه‌ریزی‌ برای تولید مولکول‌هایی که برای هر مرحله از واکنش‌های شیمیایی زنجیره‌ای نیاز هستند صورت می‌گیرد.

تاکاهاشی می‌گوید: «ما از اینکه می‌بینیم ساعت زیستی هر روز متابولیسم را روشن و خاموش می‌کند تعجب می‌کنیم. متابولیسم می‌توانست به صورت مداوم و بدون خاموش و روشن شدن ادامه پیدا کند.» ایده‌ی او و همکارانش این است که ساختن چیزها در مراحل مختلف و به مقدار زیاد،‌ می‌تواند از نظر مصرف انرژی بهینه‌تر از ساختن مقدار کمی از آن‌ها در مدت زمان زیاد باشد. یک شبیه‌سازی کامپیوتری که در سال ۲۰۱۰ انجام شد، نشان می‌دهد که ساعت‌های زیستی می‌توانند باعث شوند موجودات زنده آن‌قدر در مصرف انرژی صرفه‌جویی کنند که تا ۱۵ درصد سریع‌تر رشد کنند. البته اندازه‌گیری این ویژگی در دنیای واقعی مشکل است.

فیزیولوژیستی به نام «دامیان موران» (Damian Moran) از شرکت تحقیقاتی گیاه و غذا در نیوزیلند، آزمایشی انجام داد که می‌تواند آزمون خوبی برای نظریه‌ی صرفه‌جویی مصرف انرژی باشد. موران و همکارانش در سوئد بر روی یک گونه ماهی با نام علمی «استیاناکس مکزیکانوس» (Astyanax mexicanus) کار می‌کنند تا بفهمند که صرفه‌جویی در انرژی با استفاده از ساعت‌زیستی چگونه کار می‌کند. یک زیرگونه از این ماهی در آب‌های سطحی زندگی می‌کند و زیرگونه‌ی دیگر، در غارهای «پاچون» (Pachon) در شمال‌شرقی مکزیک زیست می‌کند. زیرگونه‌ی غارزی به کلی نابینا است. ماهی غارزی، ساعت‌های زیستی را طوری تغییر داده که به طور کلی در شرایطی که انگار همیشه روز است کار می‌کنند.