Djur har dygnsklockor, eller 24-timmars oscillatorer, för att reglera det dagliga beteendet. Dessa tar vanligtvis sina ledtrådar från den periodiska förändringen av solljus och mörker. Men många djur utsätts också för månsken, vilket återkommer med ~25h periodicitet.

Florian Raibles labb vid Max Perutz Labs, ett joint venture mellan universitetet i Wien och det medicinska universitetet i Wien, och Kristin Tessmar-Raible (Max Perutz Labs, Alfred Wegener Institute, University of Oldenburg) har nu upptäckt att månskenet anpassar sig den dagliga klockan för marina borstmaskar, som hjälper dem att finjustera sin reproduktionscykel till vissa timmar under natten. Studien, publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences , ger en förklaring till fenomenet att dagliga klockor från flugor till människor kan uppvisa plastiska körtider.

För att producera nästa generation släpper den marina borstmasken Platynereis dumerilii ut sina ägg och spermier fritt i det öppna havsvattnet. Rätt tidpunkt för deras reproduktionscykler är därför avgörande för artens överlevnad. Det var redan känt att borstmaskar schemalägger sin reproduktion till några dagar i månaden. Nu upptäckte forskarna att de också synkroniserar till mycket specifika timmar under varje natt. "Vi visar att månskenet bestämmer när, under natten, maskarna börjar sitt reproduktionsbeteende, vilket alltid är under den mörkaste delen av natten", förklarar första författaren Martin Zurl. Istället för att agera som den direkta stimulansen för svärmning, ändrar månskenet dygnsklockans längd. I naturen ändras tiden för månsken varje dag med cirka 50 minuter. Klockans plasticitet gör att maskarna kan ta hänsyn till dessa förändringar.

Forskarna samarbetade med Robert Lucas labb vid University of Manchester (UK) och Eva Wolf vid Institutet för molekylärbiologi Mainz och University of Mainz (Tyskland) för att karakterisera ljusreceptorerna som är involverade i denna process. De identifierade att de kombinatoriska funktionerna hos en opsin - nära besläktad med den däggdjurs dygnsrytmfotoreceptorn melanopsin - och en kryptokrom differentiellt avkodar sol- och månljus för att justera plastens dygnsklocka. I ett samarbete med Charlotte Helfrich-Försters labb vid universitetet i Würzburg (Tyskland) visade forskarna att den specifika avkodningen av månsken också är relevant för andra arters dagliga klockor.

Ljusintensitetens inverkan på dygnsklockans periodlängd har dokumenterats för olika organismer under artificiella labbförhållanden i årtionden. Den fysiologiska relevansen av dessa observationer har dock varit oklar. "Vårt arbete avslöjar att det finns en ekologisk mening bakom observationen att en individs dygnsklocka kan gå med olika hastigheter", förklarar Kristin Tessmar-Raible. Observera att människor visar sådan cirkadian plasticitet också. Till exempel uppvisar patienter med bipolär sjukdom gåtfulla circalunidian (dvs. 24,8 timmar) perioder korrelerade med deras humörsvängningar. Forskarna hoppas att deras arbete kommer att hjälpa till att förstå ursprunget och konsekvenserna av biologisk timer-plasticitet, såväl som dess samspel med naturliga tidssignaler.