Záhadný případ s hodinami

Existuje mechanismus, který jde ruku v ruce s evolucí již po miliardy let. Mechanismus, který nám umožňuje žít v souladu s něčím tak samozřejmým, jako je střídání dne a noci. Mechanismus, který si ve své genetické informaci nesou jednobuněčné organismy, houby, rostliny i živočichové. Přesto nám jeho podstata ještě před necelým půlstoletím unikala.

Hovoříme o biologických hodinách, za jejichž výzkum byla v loňském roce poprvé udělena Nobelova cena za fyziologii a medicínu. Ve Stockholmu si ji převzali Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash a Michael W. Young.

V přírodě kolem nás můžeme pozorovat pravidelné, se střídáním dne a noci se měnící vzorce chování jak u živočichů, tak u rostlin. Ranní rozevírání květů vlčího máku, probouzení jeho opylovačů, denní spánek sov, večerní vylétání netopýrů k lovu, noční vyplouvání krilu k hladině moří i světélkování světlušek. To všechno jsou projevy přizpůsobení světu, kde se střídá den a noc, světlo a tma. Dlouhou dobu však nebylo jasné, že tyto měnící se vzorce chování mají svůj původ ukrytý hluboko v naší DNA. Cesta, která vedla k jejich odhalení, byla plná pozorných pozorovatelů a neobyčejných experimentů.

Vnitřní tikání

V roce 1729 se francouzský astronom Jean Jacques d’Ortous de Mairan zabýval pozorováním pravidelného ranního napřimování a večerního sklápění listů mimózy. Zajímalo ho, zda bude mimóza v pohybech pokračovat, i pokud nebude vystavena střídání dne a noci. Umístil ji tedy na několik dní do sklepa a k jeho překvapení rostlina ve stálé tmě v rytmických pohybech pokračovala. Mimoděk tak provedl první zaznamenaný chronobiologický experiment. O století později, v roce 1832, na něj navázal švýcarský botanik Auguste de Candolle, který na rozdíl od svého francouzského kolegy vystavil mimózu stálému osvětlení. Květina navzdory předpokladům i v těchto podmínkách nadále rytmicky pohybovala listy, ovšem bedlivý pozorovatel Auguste de Candolle si všiml drobného rozdílu. Pohyby mimózy se v stálém světle periodicky opakovaly každých 22, nikoliv 24 hodin, jak tomu bylo před začátkem experimentu. To lze považovat za první důkaz existence vnitřního časového systému, nezávislého na pravidelném střídání světla a tmy. Na tyto pionýrské experimenty navázali další badatelé a během následujících desetiletí zkoumali přítomnost vnitřních biologických hodin i u dalších organismů.