El funcionamiento del reloj biológico en condiciones ambientales extremas

En los seres vivos un reloj endógeno, periódico y predecible marca el paso de las funciones fisiológicas y comportamentales que presentan ritmos diarios o circadianos y se sincroniza diariamente con el ciclo luz-oscuridad ambiental. Se propone un abordaje cronobiológico único al estudio de los efectos ambientales y sociales sobre los ritmos circadianos en tres modelos dispares que adecuan su reloj a condiciones ambientales extremas, en el marco del actual debate sobre modulación ambiental y social de los relojes biológicos. En esta línea se indaga en su funcionamiento cuando los organismos se enfrentan a la complejidad de las claves ambientales y sociales de la vida real, bajo el efecto combinado de oscilaciones diarias de variables que potencialmente modulan los ritmos. Se aprovechan las ventajas de dos modelos de teleósteos porque las condiciones extremas a las que están sometidos evidencian algunas de las variables temporizadoras circadianas alternativas al fotoperíodo. Por otra parte, los ritmos circadianos humanos sometidos a entornos complejos ambientales y sociales, dificultan la exploración disociada de diferentes variables. Esta propuesta aprovecha la homogeneidad de una población de estudiantes universitarios trasladada a un cambio brusco de fotoperíodo y temperatura y a un entorno social altamente sincronizado en la Antártida. En el caso del ritmo circadiano de la conducta eléctrica y actividad locomotora del pez eléctrico Gymnotus omarorum en condiciones naturales de oscuridad constante, interesa identificar si las variaciones diarias de temperatura son estímulo suficiente para sincronizar el reloj circadiano y explorar la influencia alternativa de variaciones diarias en el entorno social. Para el ritmo circadiano de actividad locomotora del pez anual Austrolebias reicherti en ambientes extremos por inestabilidad estacional, interesa identificar variables ambientales relevantes para la modulación del reloj biológico y evaluar si se modifica la importancia relativa de variables con potencial sincronizador al cambiar drásticamente el entorno en las condiciones naturales de comienzo y final de temporada. El desafío en los ritmos de sueño-vigilia de estudiantes expuestos a cambios bruscos de fotoperíodo, temperatura y entorno social en la Antártida, es evaluar el ajuste del reloj endógeno a las condiciones ambientales extremas, mediante la identificación del momento de inicio de secreción de melatonina. Como hipótesis general proponemos que el fotoperíodo es el temporizador más robusto de los ritmos circadianos en los modelos experimentales seleccionados. De ella se desprende que a) en teleósteos existen temporizadores alternativos cuya potencia sincronizadora depende de las condiciones ambientales naturales de cada especie, y b) el fotoperíodo extremo del verano antártico produce un atraso en el inicio del pico diario de melatonina en la población de estudiantes universitarios. La consolidación de un grupo de investigación en cronobiología, generará beneficios en la creación de conocimiento, en la formación de recursos humanos en un área novedosa en el país, así como en la incorporación de herramientas metodológicas.