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El ritmo circadiano

Publicado el

por Lynne Peeples

Los seres vivos empezaron a seguir el paso del tiempo mucho antes de que el reloj creado por el hombre les prestara sus manecillas. A medida que la vida crecía en armonía con la marcha diaria del sol por el cielo y con las estaciones, las fases de la luna, las mareas y otros ciclos ambientales predecibles, la evolución infundió en la biología las herramientas para medir el tiempo y mantenerse un paso por delante.

Le concedió la capacidad de anticipar los cambios, en lugar de responder a ellos, y un impulso interno para hacer las cosas cuando fuera más ventajoso y evitar hacerlas cuando no lo fuera tanto. Por supuesto, ese momento óptimo dependía del nicho de la especie en el reloj de 24 horas. Cuando surgieron los mamíferos, por ejemplo, eran nocturnos: eran más activos durante las horas en que dormían los dinosaurios. Ahora los mamíferos ocupan tanto sus territorios de elección en un planeta giratorio como su espacio preferido en un reloj giratorio.

El tiempo es fundamental cuando se trata de buscar y digerir alimentos, almacenarlos, evitar convertirse en alimento, esquivar la exposición a la radiación ultravioleta que daña el ADN y muchas otras actividades vitales, como navegar, migrar y reproducirse.

Tomemos como ejemplo a la Eudyptula minor, una especie de pingüino diminuto que vive en Phillip Island, en Australia. Esta ave marina de plumaje azul pizarra se desplaza velozmente desde el océano hasta su madriguera a la misma “hora del sol” cada día, justo después del atardecer. Encontrar esa ventana precisa entre el día y la noche maximiza el tiempo de pesca de los pingüinos, les permite suficiente luz para ver el camino a sus madrigueras y minimiza las posibilidades de que se conviertan en alimento visible en el camino para los depredadores nocturnos, como las orcas, las aves marinas y los gatos salvajes. Un desfase de tan solo diez minutos en el reloj interno podría resultar fatal, me dijo una fuente.

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La industria turística de la isla aprovecha este predecible “Desfile de Pingüinos”. Un sitio web enumera los horarios aproximados de llegada de los pingüinos para cada mes del año y vende entradas para presenciar el espectáculo. Un precio más elevado permite a los visitantes acceder a una estructura subterránea de observación donde pueden observar la procesión de pingüinos a la altura de los ojos. En octubre de 2022, los afortunados visitantes pudieron ver un récord de 5440 pingüinos pequeños que irrumpieron en la costa y se apresuraron a volver a casa.

Dudo que alguien pague por ver Trypanosoma brucei, el parásito que causa la enfermedad del sueño. Pero sus hazañas oportunas también son extraordinarias. El parásito, endémico del África subsahariana, aprovecha su mecanismo de seguimiento del tiempo para llevar a cabo un ciclo de vida que incluye viajar en moscas tsé-tsé, viajar a través del torrente sanguíneo de un ser humano u otro animal y, en última instancia, alterar los relojes circadianos de ese huésped. Los pacientes duermen a horas extrañas del día, de ahí el nombre que se le da a la enfermedad mortal.

Un ejemplo posiblemente más encantador es la danza del meneo de las abejas. Después de regresar a la colmena de un exitoso viaje de búsqueda de alimento a, por ejemplo, un girasol, una abeja obrera parecerá menearse emocionada. Una mirada más cercana muestra que forma ochos, sacudiendo su abdomen mientras se mueve a través de la línea media entre los círculos superior e inferior del “ocho”. Se cree que la duración del meneo indica la distancia a la flor. Y la orientación de esta línea ondulada en relación con el sol les dice a sus compañeras de colmena la dirección del delicioso néctar. Pero la danza incluye un giro. Debido a que esa relación con el sol cambia hora a hora, la abeja debe actualizar continuamente su danza, o llevará a sus compañeras de colmena por mal camino.

Esta meticulosa coreografía no sería alcanzable sin un reloj circadiano, así como la planta con flores necesita su ritmo biológico para aprovechar al máximo los servicios de las abejas.

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Para ti y para mí, nuestra red de relojes se manifiesta como ritmos regulares dentro de nuestros cuerpos, como el flujo y reflujo de las hormonas y el aumento y descenso de la presión arterial y la frecuencia cardíaca, y en nuestros comportamientos. Los relojes ayudan a nuestros sistemas digestivo y metabólico a prepararse con anticipación para procesar eficientemente una comida, suponiendo que esas comidas lleguen a horas similares cada día, y a los músculos esqueléticos a activarse con máxima fuerza cuando más se necesitan.

Nuestra fuerza generalmente alcanza su máximo alrededor del anochecer. Probablemente, ese es el momento en que nuestros cazadores ancestrales habrían recogido su cosecha. La mayoría de nosotros todavía organizamos nuestros horarios de manera similar a los primeros humanos, que restringían actividades como la caza y la recolección al día, cuando era menos probable que cayeran de un acantilado o terminaran siendo la comida de un depredador nocturno.

Alrededor del anochecer es también cuando el sistema circadiano ordena a la glándula pineal en el cerebro que comience a liberar melatonina. Esta hormona le dice al cuerpo que ha oscurecido y, para nosotros, criaturas diurnas, que es hora de descansar. No nos produce sueño directamente, pero pone en marcha otros procesos fisiológicos que sí lo hacen.

Probablemente también puedas agradecer a tus relojes bien ajustados por ralentizar la producción de orina de tus riñones y aumentar la capacidad de almacenamiento de tu vejiga para que puedas dormir toda la noche sin levantarte a orinar, y por estimular a tus glándulas suprarrenales para que bombeen cortisol para prepararte para el nuevo día. Tu sueño, tu estado de ánimo, tu apetito, tu respuesta inmunitaria, tu impulso sexual y tu temperatura corporal aumentan y disminuyen bajo la dirección de tus ritmos circadianos. La lista continúa.

La exposición a señales ambientales como la alternancia de luz y oscuridad a medida que nuestro planeta hace piruetas mantiene a los relojes vivos estrechamente ligados al día de veinticuatro horas. Esa conexión es crucial para que un pingüino, un parásito o una persona hagan lo correcto en el momento correcto. Las formas de vida que evolucionaron alejándose del ecuador también detectaron cómo variaba el arco diario del sol a lo largo del año. Los cambios en la duración de los días indicaban cambios en las estaciones, lo que advertía de cambios en los peligros y las prioridades.

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Los ritmos circadianos podrían servir como calendarios confiables además de los relojes diarios. En el caso de la ballena jorobada macho, se cree que la disminución de la duración del día impulsa su migración al sur, a sus zonas de cría invernales, y tal vez la motiva a empezar a cantar para encontrar pareja. En el caso del zorro ártico o la liebre de montaña, el indicio de un cambio estacional puede desencadenar un cambio de color. El pelaje de la liebre empieza a pasar del marrón del verano al blanco del invierno a medida que los días se acortan. Pero ahora, con el rápido ritmo del cambio climático, la nieve se está derritiendo antes en primavera. “Ese desajuste significa que puedes ser un conejo completamente blanco en un bosque marrón”, y tus depredadores pueden encontrarte, dijo Micaela Martínez, ecologista de enfermedades infecciosas de WE ACT for Environmental Justice.

Los mismos cambios en la duración del día empujan a las cabras y a muchos otros animales a la temporada de cría. Algunos agricultores engañan ahora a esa biología utilizando luces artificiales para aumentar las tasas de fertilidad en la temporada baja natural. Es una estrategia que recuerda a la antigua costumbre japonesa del yogai, en la que se engañaba a los pájaros enjaulados para que alcanzaran la madurez reproductiva (y, por lo tanto, cantaran) ampliando artificialmente la duración diaria de la luz del día.

Fragmento de Lynne Peeples, The Inner Clock: Living in Sync With Our Circadian Rhythms, Riverhead Books, 2024.

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