생체리듬이 생길 수 있는 이유는 무엇일까요?
사람들은 시계를 보면서 생활하기 때문에 생체리듬이 있겠거니 어렴풋이 예상이 됩니다. 그런데 신기하게도 집에서 키우는 고양이는 저녁 6시만 되면 간식 시간인 줄 알고 이야기를 합니다.
이렇게 동물이 시계없이도 생체리듬을 통해 시간을 알 수 있는 이유는 무엇일까요?
생체리듬은 외부 환경 변화에 맞춰 우리 몸이 스스로 만들어낸 주기적인 리듬입니다.
마치 시계처럼 규칙적인 패턴으로 신체 기능을 조절하며, 우리가 건강하게 살아가는 데 중요한 역할을 합니다.
생체리듬이 생기는 이유는 여러가지입니다.
지구는 24시간 주기로 자전하며 낮과 밤이 반복됩니다. 이러한 빛의 주기는 생명체에게 가장 강력한 신호 중 하나이며, 생체 시계를 설정하는 데 결정적인 역할을 합니다. 즉, 빛이 뇌의 시상하부에 위치한 시신경 교차상핵(SCN)에 신호를 보내 생체 시계를 조절하게 됩니다. 말씀하신 시간의 개념이 바로 이런 이유입니다.
또 생체리듬은 생명체가 환경 변화에 효과적으로 적응하고 생존 확률을 높이는 데 기여했습니다. 예를 들어, 밤에는 휴식을 취하고 에너지를 비축하며, 낮에는 활동하여 먹이를 찾고 번식하는 등의 행동 패턴은 생존에 유리하게 작용한 것이죠.
하지만 생체리듬은 유전적으로 결정되는 부분도 있습니다. 가족 구성원 간에 비슷한 수면 패턴을 보이는 경우가 많은 것은 유전적 영향 때문일 수도 있습니다.
1명 평가안녕하세요.
동물들이 시계 없이도 생체리듬을 통해 시간을 알 수 있는 이유는 '생체 시계(일주기 리듬, circadian rhythm)' 덕분입니다. 생체 시계는 생명체 내부에서 작동하는 생리적 시스템으로, 24시간 주기를 따라 다양한 생리적 과정과 행동을 조절하며, 사람을 포함한 대부분의 동물들은 이 생체 시계를 통해 일주기 리듬을 유지합니다. 뇌의 시신경교차상핵(SCN, suprachiasmatic nucleus)이 주요 중추 시계로 작용하는데요, SCN은 24시간 주기를 따라 신체의 생리적 활동을 조절합니다. 또한 특정 유전자들이 24시간 주기로 발현되며, 이 유전자들은 생체 시계의 분자적 메커니즘을 형성합니다. 이러한 주기 유전자들은 단백질의 생성과 분해를 통해 세포 내 시계를 유지합니다. 환경적 신호로는 빛, 온도, 음식 등 외부 환경 요인이 생체 시계를 조절합니다. 특히, 빛은 생체 시계에 큰 영향을 미치며, SCN이 이를 감지하여 생체 리듬을 동기화합니다. 동물들은 다양한 방식으로 생체 리듬을 나타내며, 이는 종과 환경에 따라 다른데요, 고양이는 주로 야행성이지만, 사육 환경에서 주인의 생활 패턴에 맞춰 활동 주기를 조절합니다. 예를 들어, 고양이는 주인이 퇴근 후에 간식을 주는 패턴을 반복하면, 생체 시계를 통해 저녁 시간에 간식을 기대하게 됩니다.
1명 평가안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생체시계는 유전자에 포함되어 있는 형질로 생각되고 있습니다.
특정 주기 유전자에서 특정 단백질이 생성되고 이것이 다른 단백질과 상호작용하고 이 결과물이 주기유전자에 붙으면서 주기유전자가 발현되지 못하게 합니다.
이런 과정이 약24시간을 주기로 반복됩니다.
주기 유전자를 가지게된 이유는 지구의 낮과 밤의 주기가 생물들의 진화에 환경압으로 작용했기 때문입니다.
예를 들면 주행성 생물의 경우 낮동안에 집중력이 유지되고 활동할 수 없는 밤에는 활동을 줄이고 몸의 회복이 빠르게 진행되는 것이 생존에 유리할 것 입니다.
생체리듬이 생기는 이유는 생체 내부에 있는 생체 시계, 즉 서카디안 리듬(circadian rhythm) 때문입니다. 이 리듬은 대뇌 시상하부에 위치한 시교차핵(SCN)이라는 부위에 의해 조절되며, 빛과 같은 외부 자극에 의해 동기화됩니다. 사람이나 동물 모두 외부 자극 없이도 일정한 주기에 따라 신체 기능이 조절되는데, 이는 유전자와 호르몬의 상호 작용 덕분입니다. 예를 들어, 고양이가 저녁 6시에 간식을 요구하는 것은 주기적으로 반복되는 외부 요인과 내부 생체 시계의 상호 작용 결과입니다.
안녕하세요. 김경태 전문가입니다.
동물의 생체 시계는 일정한 주기와 패턴을 따르는 체내 생리 활동을 조절하는 시스템입니다. 이 시스템은 일상적인 생활 패턴을 조절하고, 주변 환경과의 조화를 유지하는 데 도움을 줍니다.
동물의 생체 시계는 다양한 신호에 의해 작동됩니다. 가장 중요한 신호는 자연적인 광도 변화입니다. 일출과 일몰 시간의 변화, 빛의 강도와 스펙트럼 등이 동물의 생체 시계에 영향을 줄 수 있습니다.
그 외에도 온도, 냄새, 소리 등의 신호가 동물의 생체 시계에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 고양이는 일정한 시간에 주인이 오는 것을 냄새나 소리로 감지할 수 있으며, 이를 통해 시간을 예측할 수 있습니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 일종의 본능입니다. 야생에서도 동물들은 배고픈 시간과 사냥하는 시간이 크게 다르지 않습니다. 집에서의 환경과 보호자와의 교감을 통해 밥 시간과 간식 시간을 구분할 수 있을 겁니다. 감사합니다.