El reloj biológico

El ser humano ha inventado, a lo largo de la evolución de la civilización, métodos para medir las dimensiones habituales del espacio: longitud, anchura y altura (por ejemplo el metro, el pie, la yarda, etc.), y también ha tratado de medir la dimensión olvidada: el tiempo, por medio de relojes como el de sol, el de agua, el de arena y los más perfeccionados de péndulo, electrónico, etcétera.
Todos los seres vivos, desde los microscópicos hasta los grandes árboles o los mamíferos, tienen dimensiones, es decir tamaño, y también duración, es decir tiempo. Si la forma y el tamaño son invariables para cada especie de seres vivo, es porque están genéticamente determinados. ¿Por qué, entonces, no habría de estar también determinada la secuencia de su funcionamiento biológico en el tiempo?
Sin ninguna duda, el continuo transcurrir de los días y las noches y de las estaciones en su constante sucesión cíclica influye en funciones tan primordiales como la vigilia y el sueño, el celo y la reproducción, el apetito, las migraciones e, inclusive, en cosas tan superiores como el estado de ánimo de las personas.

Antiguo reloj de arena.

Reloj de sol.

Los ritmos del planeta

Siempre nos han preocupado algunas preguntas: ¿En qué se dan cuenta los animales migradores que ha llegado el momento de iniciar el viaje? ¿ Por qué mecanismo florecen los duraznos o los cerezos siempre en el mismo mes? Cómo saben las aves que ha llegado la primavera y, con ella, la época del celo y de hacer nido? Para nosotros es fácil ubicar las estaciones mirando el almanaque; no lo sería tanto si pretendiéramos guiarnos por el estado del tiempo, pues en nuestras latitudes puede haber días de más de 20 grados de temperatura en pleno invierno y otros muy fríos y aún con granizo en pleno verano. En algunas regiones podría pensarse que el comienzo de las lluvias, la época de los vientos monzones en el sudeste asiático o la estación seca pudieran influir en este ciclo biológico, pero aun estas temporadas son de duración y comienzo o finalización muy variables.
Evidentemente tenemos, que buscar en un fenómeno más general y fijo la posibilidad de reconocer las estaciones; es decir, saber para una determinada comarca la posición aparente del Sol. Si nos fijamos en un globo terráqueo, observamos que a ambos lados del Ecuador están las lineas que marcan los trópicos: el de Cáncer al norte, que pasa por el paralelo 23 5 de latitud norte, y el de Capricornio, que pasa por el paralelo 23 5 de latitud sur. Oscilando entre ambos paralelos como  desplazamiento máximo y variando lentamente entre ambos, a lo largo del año, hace su viaje aparente el Sol. En realidad, es la inclinación del plano en que se traslada alrededor del Sol, lo que permite esta oscilación y crea las estaciones. Cuando el sol tiene su punto más alto (cenit) en el trópico de Cáncer, es verano en el hemisferio norte e invierno en el sur y sucesivamente a la inversa. Esta secuencia lleva 6 meses, entre el momento en que el Sol ocupa el punto más alto en el cielo del mediodía y el momento que ocupa el más bajo en el horizonte de ese mismo lugar, también a mediodía; el resto del tiempo se está alejando o acercando al cenit.

La Tierra gira sobre sí misma y alrededor del Sol describiendo una órbita
elíptica. La inclinación del plano ecuatorial de la Tierra, respecto al plano en que
se traslada alrededor del Sol, es lo que crea las estaciones. Por eso hay épocas de
mayor o menor intensidad y duración de la luz solar, y este fenómeno es el que
produce los ritmos biológicos de cada ser vivo.

La influencia de la luz (horas luz)

Si asociamos la sucesión de días y noches con la de las estaciones, podemos observar que en primavera comienzan a alargarse las horas de luz y a acortarse las noches hasta llegar al máximo de horas de luz el día que el almanaque indica que comenzó el verano, y ésa es la noche más corta. Es decir, el Sol está más tiempo presente en el cielo (sale antes por el este y se pone muy tarde por el oeste) y, al mismo tiempo, está muy alto, casi vertical, al mediodía; esta situación se llama solsticio de verano (en esta época, durante el día, hay muchas horas de luz solar y ésta es, además, muy intensa).

Ocurre a la inversa entre el otoño y el invierno: la noche es más larga, y el día es más corto, pues el Sol está poco tiempo presente y su luz tiene menor intensidad; es aquel en que comienza el invierno: solsticio de invierno. 

Es esta modificación, creciente o decreciente de la intensidad y duración de la luz solar, el fenómeno desencadenante de los ritmos biológicos periódicos. Cuando el Sol llega a determinada altura en el horizonte de un lugar y su luz dura, con una intensidad particular, un cierto tiempo crítico, se desencadena un fenómeno biológico en determinada especie de seres vivos: por ejemplo, florece una variedad de árboles, inician su migración las golondrinas, cambia sus plumas el canario, o muda el color del pelo el zorro, o se echa a invernar la tortuga. No escapa a nadie que hacia la primavera, en general, nos ponemos de mejor humor y hacemos más planes que en el invierno, a pesar de que aún puede estar el tiempo frío o el clima es lluvioso o muy variable. 

Si ahondamos más la observación, es sencillo comprobar que hay una adecuación perfecta de los seres vivos las variaciones diarias de luz y sombra. En general, los animales se disponen a dormir y se acomodan en sus nidos o madrigueras cuando cae el Sol, pero a esa hora comienzan a despertar y a salir los animales de hábitos nocturnos, que en cambio se retiran a descansar cuando comienza la claridad de la madrugada. 

También en el ritmo hay individualidad

Los fenómenos descritos son absolutamente generales, como es general la forma de una especie; pero así como los individuos de una misma especie son semejantes entre si, pero no iguales, tal ocurre con los ritmos: hay individuos que se despiertan algo más tarde y otros son más madrugadores, y la jornada concluye más precozmente para los primeros y es más prolongada para los segundos; es como si algunos tuvieran su reloj natural adelantado o atrasado respecto al término medio de los demás. Esto constituye una particularidad, que individualiza a cada ser vivo y debe ser respetada. Gracias a este fenómeno se observa una diferencia de varios días entre la llegada de las  primeras golondrinas y la de las últimas.

Los ritmos biológicos

En 1935, el biólogo alemán Erwin Bünning descubrió la existencia de estos ritmos, que equivaldrían a la sincronización que periódicamente hacemos de nuestros relojes con la hora oficial . Todas las funciones fisiológicas de los seres vivos se hacen con una periodicidad diaria constante; si se divide el día en tres períodos de 8 horas cada uno, a partir del comienzo de la mañana (entre las 5 y las 7 horas), se ha podido comprobar que algunas hormonas segregan en gran cantidad en el primer período, menos en el segundo y casi nada en el tercero; otras a la inversa; la temperatura corporal varía con un pico mayor hacia el final del primer período y hacia el comienzo del tercero; el tono muscular es mayor hacia el final del segundo período; la capacidad de la memoria es superior hacia el comienzo del tercer período*; etcétera. A estas variaciones diarias se las ha llamado ritmos circadianos.

Un número creciente de hombres de ciencia se está dedicando al estudio de estos fenómenos, que constituyen la cronobiología, y las primeras, difíciles y muy elaboradas experiencias de estos pioneros están comprobando que la periodicidad de las funciones está fijada en las células del organismo, del mismo modo que lo están el color de los ojos, la forma de las patas o la presencia de plumas en una especie determinada.

Evidentemente, antes que el hombre ideara el reloj, ya la materia viva utilizaba y fijaba el tiempo en su equilibrio inestable para perdurar. La necesidad que el ser humano siente de medir el tiempo, no es la expresión consciente de este mecanismo genéticamente establecido en sus propias células?


*La fotosíntesis de las plantas se hace más activa hacia el final del primer período, es muy activa en el segundo y decrece rápidamente durante el tercer período.

Erwin Bünning.

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