Cirkadiánne hodiny hmyzu

Autorka prvej diplomovej práce: Kristína Briediková, 2023
Názov: Elektromagnetická pole a rytmicita řízená savčím kryptochromem
MASARYKOVA UNIVERZITA, Přírodovědecká fakulta, Ústav experimentální biologie
Zdroj: https://is.muni.cz/th/eufm3/

Autor druhej diplomovej práce: Bc. Juraj Markuš, 2023
Názov: Citlivost hmyzu k radiofrekvenčním elektromagnetickým polím
MASARYKOVA UNIVERZITA, Přírodovědecká fakulta, Ústav experimentální biologie
Zdroj: https://is.muni.cz/th/cx12x/
Práca je písaná v angličtine

Abstrakt1

Cirkadiánne hodiny sú endogénny mechanizmus zadávajúci rytmus behaviorálnym
a fyziologickým procesom v organizme. Je známe, že narušenie týchto hodín koreluje
s veľkým množstvom chorôb. V tejto práci sme sa zaoberali jedným z potenciálnych
disruptorov hodín, a to statickým magnetickým poľom (MF) neprirodzených intenzít
a jeho vplyvom na hodiny ploštice Pyrrhocoris apterus a švába Periplaneta americana.

Tieto druhy vlastnia cicavčí cirkadiánny gén kryptochróm, ktorý dodnes patrí do skupiny jediných navrhnutých magnetosenzitívnych proteínov. Cieľom práce bolo

• chronobiologické pozorovanie ploštíc v dvoch intenzitách neprirodzeného MF (0 µT, 120 µT) a porovnanie parametrov denných rytmov aktivity s kontrolou (50 µT) za konštantného svetla alebo tmy.
• U švábov sa pozoroval cirkadiánny rytmus v intenzite MF 120 µT a porovnával sa s kontrolou (0 µT) za tmy.

Zistili sme, že najvyššia intenzita MF spôsobila skrátenie dňa ploštice P. apterus a predĺženie dňa švába P. americana. U P. americana navyše i znížila aktivitu jedincov. Rozdiel si vysvetľujeme tým, že MF môže fungovať podobne ako expozícia stálemu svetlu, ktorá u denných druhov (P. apterus) spôsobuje skrátenú periódu a u nočných (P. americana) predĺženú.

MF sa čiastočne preukázalo ako časovač, keďže aplikácia rytmických pulzov poľa vyvolala rytmickú odozvu správania sa o rovnakej perióde, akú malo pole. Pozoruhodné je, že všetok vplyv MF bol preukázaný v podmienkach tmy, čo sa vylučuje so všeobecne prijímanou hypotézou magnetorecepcie za prítomnosti svetla.

Keďže MF bolo skutočne schopné pozmeniť rytmus hodín, potvrdili sme, že dokáže fungovať ako disruptor hmyzích hodín s cicavčími prvkami. Táto práca tak prináša nové poznatky nielen o vplyve MF na hmyz, ale pretože pracuje s modelovými organizmami s podobným typom hodín, aké má človek, jej poznatky sú potenciálne aplikovateľné i na človeka. Práca navyše dokumentuje magnetorecepciu i bez prístupu svetla, a tak ukazuje, že doposiaľ dominujúca hypotéza mechanizmu magnetorecepcie
nie je jedinou možnou.

Abstrakt2

Tato práce se zabývá možnými účinky elektromagnetických polí vytvořených člověkem na cirkadiánní rytmy hmyzu. Teoretická část seznamuje čtenáře se základními fyzikálními principy elektromagnetismu a molekulárními mechanismy v chronobiologii.

Hlavním cílem našeho výzkumu bylo odhalit vliv různých elektromagnetických podmínek na vzorce chování hmyzu v oblasti lokomoční aktivity. Získaná data ukazují vliv statických i oscilujících elektromagnetických polí na cirkadiánní periody hmyzu. Účinky byly studovány na modelech hmyzu s molekulární regulací cirkadiánního rytmu podobnou savcům. Překvapivě se účinky projevují i v úplné tmě, což není v souladu s klasickým modelem chemické magnetorecepce.

Tato studie poskytuje cenné poznatky o potenciálních fyziologických dopadech EMP generovaných
člověkem na molekulární hodiny u různých organismů, včetně člověka. Naše zjištění přinesla nové otázky týkající se pochopení role světla v magnetorecepci.