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昆虫和哺乳澳门威尼斯人娱乐平台具有针对不同光强度的特殊传感器

日照强度的增加延长了睡眠时间,导致午休时间更长,从而延迟了活动恢复到晚上。听起来像分析2018年异常炎热的夏季的影响实际上是维尔茨堡和美国科学家进行的最新研究的结果。神经生物学家研究了不同光照强度对果蝇昼夜节律的影响,果蝇也称为常见果蝇。

诺贝尔奖获得者实验室的研究

“我们能够证明,低强度,中强度和高强度的光线可以使苍蝇大脑中的生物钟同步到24小时,”Charlotte Helfrich-Förster简要介绍了该论文的核心结论。该教授在维尔茨堡大学担任神经生物学和遗传学教授。她的研究重点是时间生物学,它指的是生物体中的周期性(循环)现象。

她与她的前博士生Matthias Schlichting一起领导了这项研究,他目前在位于马萨诸塞州沃尔瑟姆(美国)Brandeis大学的2017年诺贝尔生理学奖获得者Michael Rosbash的实验室工作。该团队在最新一期的“神经科学杂志”上发表了研究结果。

每日午睡时间延长一小时

实验表明,高强度光明显影响果蝇的活动模式。在“午睡”中效果最为显着,平均时间长一小时但至少30分钟。这导致习惯性的晚上活动高峰开始延迟,导致苍蝇比往常晚了一到两个小时。

科学家还能够确定导致分子水平行为改变的罪魁祸首:视网膜外的特殊光接收器,称为Hofbauer-Buchner孔眼或短HB孔眼。这些显微镜小的“额外的眼睛” - 每个仅由四个感觉细胞组成 - 仅在30年前由维尔茨堡生物学家Alois Hofbauer和Erich Buchner发现。

有用的保护响应

Helfrich-Förster解释说:“我们第一次能够证明Hofbauer-Buchner眼孔能够对高强度光线做出反应并使苍蝇延长午睡时间。”他们通过多阶段信号传导途径实现这一目标:HB眼孔HB使用特定的乙酰胆碱受体来增加时钟神经元亚组中的钙水平。因此,神经元在蝇脑的背部释放出一种特殊的神经肽,即“色素分散因子”(PDF)。有PDF调节进一步时钟神经元的活动,调节午睡的长度,并控制晚上活动的开始。

科学家认为果蝇对高强度光的反应是有道理的。神经生物学家解释说:“它是在一天中间避免强烈和可能有害光线的重要机制。”毕竟,在炎热的夏天经常会出现高光照强度,特别是对昆虫有害 - 一方面是因为它们很快就会脱水,而且因为它们可以在明亮的日光下更容易被掠食者发现。

人类的可比结构

为了排除延长的午睡可能不是由光强度引起的可能性,而是由相关的温暖气温引起的,科学家们还在一组转基因果蝇的对照组上进行了实验。这些苍蝇的生物钟不再响应温度变化,但苍蝇仍表现出行为变化。这支持了这样的假设,即光强度导致较长的午睡和延迟的夜间活动。

据研究人员称,他们的研究结果显示“果蝇与哺乳澳门威尼斯人娱乐平台系统之间存在惊人的相似之处”。顺便说一句,哺乳澳门威尼斯人娱乐平台 - 以及人类 - 都有专门的光感受器,可以感知强光并将信号直接转发到间脑(下丘脑)特殊区域的生物钟。目前尚不清楚它们的激活是否会导致人类长时间午睡。但科学家认为这很有可能。

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