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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Das Geheimnis der inneren Uhr |
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| | | Unser Tag hat 24 Stunden, doch unsere innere Uhr geht 18 Minuten "nach". Für sie hat der Tag einige Minuten mehr. Dies soll laut einer neuen Studie ein Überbleibsel der Evolution sein: Um zu überleben, haben Lebewesen offenbar unterschiedlichste Tages-Rhythmen herausgebildet. |
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Der japanische Physiker Hiroaki Daido vom Kyushu Institute of Technology kommt in einer neuen Untersuchung zu diesem Ergebnis, die Studie wurde in der aktuellen Ausgabe der "Physikal Review Letters" veröffentlicht.
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Um eine Erklärung für den unterschiedlichen Biorhythmus vieler Lebewesen zu finden simulierte der Wissenschaftler am Computer die Tageszyklen verschiedener Lebewesen in ihrem Zusammenspiel. Dabei wurde auch einbezogen, wie sich diese Rhythmen gegenseitig beeinflussen.
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Das Simulationsmodell
Daido untersuchte den Tagesrhythmus von Lebewesen, die die ultraviolette Strahlung der Sonne nicht vertragen. Diese sind somit eigentlich bevorzugt, wenn ihr Zyklus genau mit dem der Erde bzw. Sonne übereinstimmt. Seine Annahme jedoch: eine geringe Abweichung wirke sich positiv auf das jeweilige Bevölkerungswachstum aus. |
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Der Mensch und die 24 Stunden |
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Unser so genannter zirkadianer Rhythmus sorgt dafür, dass unser Körper einem 24-Stunden-Zyklus folgt. Doch diese innere Uhr ist nicht ganz genau auf die tägliche Drehung der Erde eingestellt. Tatsächlich folgen wir einem ca. 18 Minuten längeren Rhythmus.
Damit unser Zyklus nicht irgendwann kollabiert, stellt sich der Körper allerdings immer wieder - genauer gesagt jeden Morgen - neu ein. Licht ist der Auslöser für diese Korrektur: es beeinflusst bestimmte Proteine, die wiederum unseren Hormonspiegel, die Körpertemperatur und andere Körperfunktionen regulieren.
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Der zirkadiane Rhythmus
Wir folgen in etwa einem 24 Stunden Tag/Nachtrhythmus, den man auch als zirkadianen Rhythmus bezeichnet. Um genau zu sein, kennt unsere Körper viele verschiedene Rhythmen, die alle innerhalb der 24 Stunden ihre Hochs und Tiefs haben, wie zum Beispiel unsere Körpertemperatur. Sie steigt im Laufe des Tages an und sinkt in der Nacht ab. Aber auch Herzschlag, Blutdruck, Verdauung und Hormone haben ihre eigenen, unterschiedlichen Rhythmen und sind bei jedem Menschen verschieden. Gesteuert werden sie alle von unserer inneren Uhr, und die stellt sich jeden Morgen neu ein. Sie passt sich ständig denn äußeren Verhältnissen an. |
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 Mehr zum zirkadianen Rhythmus |
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Extreme Abweichungen bei Tieren und Pflanzen |
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Tiere und Pflanzen folgen teilweise einem Rhythmus, der noch weiter vom Sonnenzyklus abweicht, als der menschliche: Bei Tieren variiert er zwischen 23 und 26 Stunden, bei Pflanzen gar zwischen 22 und 28 Stunden.
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Der 'erfolgreichste' Tagesrhythmus |
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Die evolutionär "erfolgreichsten" Lebewesen wiesen laut Daidos Studie alle einen Rhythmus auf, der sehr nah an den 24 Stunden des Erdumdrehungszyklus lag. Doch stimmten alle nicht völlig mit diesem überein. Der Grund: der evolutionäre Wettbewerb unter den verschiedenen Arten.
Wenn zu viele Arten zur selben Zeit auf Futtersuche gingen, so Daido, so sei die vorhandene Nahrung nicht ausreichend. Spezies also, die ähnliche oder gleiche Nahrung bevorzugen, täten gut daran, unterschiedliche Rhythmen zu entwickeln.
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Benachteiligt bei exakt 24 Stunden |
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Tatsächlich ist laut der Studie der Wettbewerb um Nahrung bei den Arten am größten, deren Zyklus genau auf die 24 Stunden abgestimmt ist. Sie seien gegenüber den flexibleren Arten eindeutig benachteiligt.
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Entwickelt im Laufe der Evolution |
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Dies könne erklären, warum bei verschiedenen Lebewesen die Uhren unterschiedlich "ticken": Im Laufe der Evolution hätten sich die Unterschiede aus Überlebens-Gründen herausgebildet. Daido will nun mit seinem Modell auch biologische Jahresabläufe untersuchen.
Der Physiker gibt allerdings zu, dass sein Modell ein vorläufiges sei. Die zugrunde liegenden Annahmen und Vereinfachungen müssten noch sehr genau untersucht werden, erklärte er.
(red)
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Der Originalartikel "Why Circadian Rhythms are Circadian: Competitive Population Dynamics of Biological Oscillators" ist erschienen in den "Physikal Review Letters" Vol. 87, 048101 (2001)
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sensortimecom | 24.07, 16:40
an gsandtner:
A propos:
Was hat ein Mitglied der Prüfungskomission für Architektur mit
Habilitation für Signalverarbeitung zu tun?
Wollen Sie ins Robotik- oder Informatikfach wechseln?
Mein Vorschlag:
Lassen sie in ihrem eigenen Interesse davon die Finger.
Mit Architektur können Sie noch Geld verdienen, in der Informatik- oder IT-Branche nicht mehr...
(Außer Sie wechseln ins Jus-Fach und mahnen die Urheberrechtsverletzer reihenweise ab...:-)
mfg Erich Bieramperl  |
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gsandtner | 24.07, 18:35
Pruefe Informatik fuer Architekten
Signalverarbeitung ist
Kerngebiet der Informatik
(siehe ETH Zuerich)
Ihr Vorschlag duerfte mit
Ihrem Namen zusammenhaengen:
eine Schnapsidee ! Waehrend
unsere Absolventen der
Architektur grosse Job-
probleme haben, werden
uns die Informatikstudenten
- oft zu ihren Nachteil -
von der Wirtschaft weggelockt.
Ich selbst habe mein Diplom
UND mein Doktorat in Informatik
gemacht, beides ueber Signal-
Verarbeitung (EKG und Audio).
Dennoch herzlichen Dank fuer
Ihr Interesse an meinem Fortkommen!
A. Gsandtner
GF der Hytec Informatik ForschungsGmbH.
gegruendet 1976
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sensortimecom | 24.07, 19:36
an gsandtner: nun halten Sie sich mal zurück, ja !!
>Ihr Vorschlag duerfte mit
Ihrem Namen zusammenhaengen:
eine Schnapsidee<
Dass ich keinen so wohlklingenden Namen wie Sie habe und auch keine Reihe von Titeln und Führungsposten wie Sie (und sicherlich nur ein hundertstel von Ihrem Gehalt zum Lebensunterhalt für mich und meine Familie) - sollte Sie nicht dazu ermächtigen, mich vor tausenden von Forums-Teilnehmern zu beleidigen und meinen Namen in den Dreck zu ziehen!
Merken Sie sich ein Bibelwort:
WER STEHT, SEHE ZU, DASS ER NICHT FALLE !!
Und alle Mitleser und Forumsteilnehmer bitte ich hiermit, sich meine Autobiografie auf der web-page
www.sensortime.com/zeitmaschine.html
durchzulesen!
Von Leuten mit GENAU DEMSELBEN HOCHNÄSIGEN CHARAKTERZUG, den Sie offenbar an den Tag legen, WURDE MEIN LEBEN (und das meiner Familie!) verpfuscht und zerstört!). Und genau solche Leute schrecken nicht davor zurück, Ideen von Anderen für sich selber abzukupfern, gleichzeitig aber diese "Anderen" vor aller Welt als
nichtakademische Wissenschafts- spekulanten, Querulanten und Spinner hinzustellen!
Ich würde mich freuen, Sie in einem Gerichtssaal wiederzusehen !!!
mfg Erich B. www.sensortime.com
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gsandtner | 25.07, 06:09
Gerichtssaal : zu viel der Ehre !
Haben Sie INHALTLICH auch etwas ?
Hochachtungsvoll
A. Gsandtner
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testa | 24.07, 09:34
tik, tak, tik, tak
..hob i ma jo docht, das wos net stimmen kau..i kumm in letzter zeit immer zspät zu aner verabredung
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sensortimecom | 23.07, 14:12
Der wahre Grund für dieses Phänomen...
Hr. Hiroaki Daido hat wenig Ahnung von dem was er schreibt. Er sollte zunächst mal meine pages:
http://www.sensortime.com/time-de.html
(oder in Englisch):
http://www.sensortime.com/time-e.html
lesen.
Dort wird das Phänomen "Zeitempfindung" und "Auto-Adaption" genau beschrieben und abgehandelt.
Zwar steht hier in science-online völlig richtig:
>Die evolutionär "erfolgreichsten" Lebewesen wiesen laut Daidos Studie alle einen Rhythmus auf, der sehr nah an den 24 Stunden des Erdumdrehungszyklus lag....<
Dies hängt damit zusammen, dass die "erfolgreichsten" Lebewesen gleichzeitig auch über das umfangreichste und komplexeste sensorische System verfügen. Je komplexer dieses System, desto mehr ZEITDATEN werden vom ZNS (dem Zentralnervensystem) erworben, verarbeitet und analysiert - und DESTO BESSER AUSGEPRÄGT ist seine Fähigkeit zur SUBJEKTIVEN ZEITEMPFINDUNG, die wiederum eine Art "Vorstufe" für Selbstorganisation und Intelligenz bildet.
Während der Schlafenszeit (also nachts) ist die Aufnahme sensorischer Zeitdaten über die Rezeptoren dramatisch herabgesetzt (etwa 1/10000), und damit gleichzeitig auch die subjektive Zeitempfindung (sie findet zwar schon statt, aber im Unterbewusstsein). Deshalb kommt während dieser Phase die "chronobiologische Uhr", wie es Mr. Daido bezeichnet, AUSSER TRITT. Sie beginnt zu divergieren, da zuwenig "Vergleichsdaten" produziert werden. Und logischerweise ist diese Divergenz wiederum ausgeprägter, je weniger Receptoren bzw. Sensoren vorhanden sind, also beim einfacher strukturierten Lebewesen...
mfg Erich B. www.sensortime.com
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bernling | 23.07, 15:23
hmm...
sagt uns aber doch nix darueber, warum die evolution keine genaueren uhren gemacht hat, oder? |
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sensortimecom | 23.07, 16:43
Falsch, lieber "bernling"
Nicht die Evolution hat die "Uhren" gemacht (ich nehme mal an, du meinst die "biologischen Uhren") - NEIN, umgekehrt:
Die "biologischen, atomaren und subatomaren Uhren" haben die "Evolution" hervorgebracht (bzw. was immer man darunter versteht. Ich sage dazu: Schöpfung...)
mfg Erich B. www.sensortime.com |
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gsandtner | 23.07, 19:37
War der Tag immer gleich lang?
Zirkadian-Rhythmus ist
Indiz fuer Beschleunigung
der Erdrotation !
Unser allwissender Erich B.
sollte diese Theorie auch
patentieren lassen. Vielleicht
bekommt er dann - endlich -
den ueberfaelligen Nobelpreis.
A. Gsandtner, TU Wien
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sensortimecom | 23.07, 21:18
an gsandtner...
Wissen Sie was:
In jeder Minute, die wir hier einen Beitrag in science-online posten, sterben ca. 1 000 Kinder weltweit an Unterernährung.
Denen ist es völlig sch...egal, ob der
Zirkadian-Rhythmus ein Indiz für die Beschleunigung der Erdrotation ist oder nicht...
Stecken Sie sich daher (oder auch das Nobelpreiskommitee) den Nobelpreis in den Ar...
mfg Erich B. www.sensortime.com |
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realist | 24.07, 07:45
Frage:
1. wieso sollte die innere uhr der grund fuer evolution sein? ich glaub da hab ich was nicht ganz verstanden.
2. welche receptor activity ist 1/10000 herabgesetzt? |
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gsandtner | 24.07, 09:23
Besitze keinen Nobelpreis, den ich mir ...
... irgendwo hinstecken koennte !
Wofuer oder wogegen ist
der Hungertod von Kindern
ein Argument ? Wieviele
Kinder haben SIE schon
vor dem Hungertod bewahrt ?
Gegebenenfalls haetten Sie
mich beschaemt. Hut ab?
A. Gsandtner
kein Freund schlechter
Umgangsformen
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sensortimecom | 24.07, 11:09
an "realist"
>1. wieso sollte die innere uhr der grund fuer evolution sein? ich glaub da hab ich was nicht ganz verstanden.
2. welche receptor activity ist 1/10000 herabgesetzt?
Bitte studieren Sie die page:
www.sensortime.com/time-de.html
genau durch.
zu 1) die Fähigkeit, "Verstreichzeiten"
aus Sensor-Signalamplituden zu gewinnen ist IMO die Basis für ein teleologisches Ordnungsprinzip und somit auch die Basis für Auto-Adaption und "Evolution". Ich würde es besser als "Schöpfungsprinzip" bezeichnen.
zu 2) Im Schlaf ist die Aufnahme von
Verstreichzeiten aus Rezeptor-Signalen
klarerweise dramatisch herabgesetzt. Es gibt keine visulle, akustische, presso- und baro-receptorische Wahrnehmung usw. Daher verarbeitet und vergleicht das Gehirn wahrscheinlich nur 1/10 000 an Verstreichzeiten.
Diskutiere weiter via e-mail:
info@sensortime.com
(falls erwünscht).
mfg Erich B. www.sensortime.com |
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gsandtner | 24.07, 15:15
Im Schlaf wird Schall wahrgenommen
Auch Waerme, Feuchte,
Beruehrungen und Licht
werden verarbeitet
Ein Wissenschafter wuerde
NIEMALS eine Aussage ("um 1:
10000 herabgesetzt") damit
rechtfertigen, dass es
WAHRSCHEINLICH so sei.
A. Gsandtner, Habilitant
ueber Signalverarbeitung
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sensortimecom | 24.07, 16:34
Waerme, Feuchte, Schall, Licht: an gsandtner...
Natürlich gibt es diese receptorischen Wahrnehmungen auch während des Schlafes. Bestreitet niemand. Aber es werden nur noch so geringe Mengen von Receptor-Signalen empfangen (die Zahl der Synapsen, welche ESPS's auslösen, ist sehr gering), sodass sich die Autoadaptions-Prozesse im Unbewussten ereignen. Daher haben Sie auch im Schlaf zwar ein "Zeitempfinden" (ja!), aber nicht ausreichend genau. Es muss erst wieder beim Aufwachen durch DRAMATISCH VERMEHRTE Aufnahme von receptorischen Signaldaten (=Verstreichzeiten) BEI BEWUSSTSEIN synchronisiert werden.
Ob es sich um den Faktor 1:10000 handelt
ist IMO dabei nicht so wichtig..
Mein Vorschlag: Immer zuerst mal meine
page www.sensortime.com/time-de.html
genau durchlesen und studieren, dann
erst werten!
mfg Erich B. |
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bernling | 26.07, 16:48
evolution
jemand der nicht dran glaubt, sollte keine kommentare zu evolution verzapfengeht man davon aus, das es evolution gegeben hat und gibt, kann man voellig problemlos daraus schliessen, das nicht 'die Fähigkeit, "Verstreichzeiten" aus Sensor-Signalamplituden zu gewinnen' fuer die evolution verantwortlich sein kann: woher sollte den der sensor kommen, der sie antreibt? kein problem natuerlich, wenn wir uns da auf die schoepfung ausreden koennen, aber dann muss man wie gesagt zu evolution schweigen.
haben wir niemand, der uns sensoren herzaubern kann, muessen sie evolvieren - sie sind also erst nach der evolution da und koennen folglich nicht fuer sie verantwortlich sein.
sollten sie aber mit uhren nur eine abhaengigkeit von der zeit konstruiren wollen:
jaja, die evolution wird und wurde von der zeit beeinflusst, genauso wie vom raum, deswegen wuerde aber niemand, der seine 7 sinne beieinander hat, behaupten, evolution wird von der messung von entfernungen bewirkt.
und zu meiner frage warum die evolution keine genaueren uhren gemacht hat (biologische, nona!) - und das war, zumindest tw., was herr Daido untersucht hat - das soll heissen:
Warum hat die evolution keinen exakten 24h zyklus hervorgebracht - und verwechseln sie bitte nicht die antwort auf die frage, wodurch der zyklus nicht exakt ist, mit der antwort auf die frage, was der Sinn dahinter ist.
(und, nur zur sicherheit, "unmoeglich" ist schon gar keine antwort!!)
btw: die von ihnen dauernd propagierte page ist wohl nur etwas fuer leute, die spezialisten auf genau diesem gebiet (was immer das ist) sind,
ich selbst fand ihn unlesbar, informationsgehalt in der form <=0
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gsandtner | 23.07, 10:32
Kommt seit Jahrzehnten in Vorlesung vor
Pflichtvorlesung von Prof.
Panzhauser fuer Architekten
Tausende Architekten werden
ueber diese "Neuigkeit" seit
den Sechzigerjahren des
vorigen Jahrhunderts geprueft.
A. Gsandtner, Prüfungskommission
fuer Architektur, TU Wien
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oberbosnigl | 22.07, 21:06
Warum...
...erforscht ein Physiker biologische Zusammenhänge und trifft dann auch noch evolutionäre Aussagen???? Das sieht mir eher nach Scharlatenerie aus... |
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bernling | 23.07, 15:12
weil
evolution auf den physikalischen gesetzen beruht. vielleicht ist das wie scharlatanerie, das warum sollte aber klar sein.
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