Los ritmos biológicos son patrones repetidos de actividad que corresponden a ciclos naturales, como el día y la noche, o las estaciones del año.
Los animales poseen un reloj
interno que controla sus ritmos biológicos y este reloj está sincronizado con el entorno mediante determinadas indicaciones, como la luz.
Entre los ejemplos de ritmos biológicos, se hallan los estados de sueño y de vigilia en los seres humanos y la hibernación anual en el lirón.
Tipos de ritmos biológicos
Los ritmos biológicos permiten a los animales adaptarse a cambios periódicos de su entorno.
El período de un ritmo biológico puede variar desde unos pocos segundos hasta años.
Los ritmos circadianos
Casi todos los animales siguen patrones de actividad de 24 horas denominados ritmos circadianos.
Por ejemplo, muchos animales, incluidos los seres humanos, están activos durante el día y duermen por la noche. Otros, como los murciélagos y los búhos, cazan y se alimentan durante la noche: se les denomina animales nocturnos. Las variaciones diarias no sólo afectan la conducta, sino también factores internos como la temperatura corporal y la presión sanguínea.
Ritmos lunares
Las vidas de los animales que viven en el litoral están dominadas por las mareas y éstas están controlados por la luna. Los crustáceos, como las lapas, las ostras y los percebes, sólo están activos cuando están sumergidos.
Cuando la marea baja, otros animales, como las aves marinas, buscan comida en las playas dejadas al descubierto.
Ritmos anuales
El ciclo biológico de las plantas a menudo sigue un ritmo anual.
Las plantas llamadas anuales, por ejemplo, mueren al final del verano después de liberar sus semillas y muchas plantas perennes, como los árboles caducifolios, pierden sus hojas en otoño y pasan el invierno en un estado de latencia.
Algunos mamíferos hibernan durante los meses más fríos, mientras que algunas aves migran a zonas del mundo más cálidas para evitar el frío. Los ciclos reproductivos de muchas especies coinciden con cambios anuales.
Los arrecifes coralinos ofrecen un ejemplo muy espectacular: un día al año todos los pólipos del coral de una zona concreta liberan sus óvulos y su esperma simultáneamente.
Relojes biológicos
Si se coloca a un animal en un entorno artificial donde el día y la noche son iguales (como una habitación sin ventanas y con luz constante), los patrones de actividad periódicos aún tienen lugar.
Esto demuestra que los ritmos biológicos no son únicamente una respuesta directa a los cambios del entorno y que deben ser controlados por algún tipo de reloj biológico que marca el tiempo.
La sincronización de los relojes biológicos
Aunque los ritmos biológicos aún se sigan, cuando un animal se coloca en un entorno constante, la medida del tiempo empieza a apartarse de las 24 horas reales.
Los seres humanos colocados en un entorno constante, por ejemplo, tienden a seguir un ritmo de 25 horas.
Dado que los ritmos biológicos suelen sincronizarse con el entorno, las indicaciones ambientales deben de utilizarse para poner en hora el reloj circadiano.
Volver a sincronizar los ritmos circadianos que se han desfasado respecto al entorno puede tomar varios días. Por esta razón, los viajeros procedentes de zonas horarias diferentes experimentan el denominado jet lag.
La melatonina
En los animales vertebrados, la hormona melatonina parece ser la responsable de regular tanto los ritmos circadianos como los anuales.
La producción de melatonina por la glándula pineal del encéfalo está inhibida por la luz, de manera que los niveles de melatonina varían tanto diaria como estacionalmente (porque la duración del día cambia a lo largo del año).
La melatonina controla la conducta reproductora de algunos animales que se emparejan en momentos específicos del año. Algunos científicos creen que está también relacionada con una alteración llamada desorden afectivo estacional (depresión invernal) en los seres humanos.
El control de los relojes biológicos
Se sabe muy poco acerca de cómo se realiza la medición del tiempo biológico.
Si bien se conoce aproximadamente la localización de los relojes biológicos en el encéfalo de algunos animales, saber cómo funcionan exactamente sigue siendo un misterio.
Algunas investigaciones sugieren que los ritmos circadianos podrían estar generados por células nerviosas individuales. Se han descubierto genes que influyen en los ritmos circadianos de algunas especies y esto puede llegar a ayudar a los científicos a comprender el mecanismo de los relojes biológicos.
