Os animais possuem relógios circadianos, ou osciladores de 24 horas, para regular o comportamento diário. Estes normalmente se baseiam na mudança periódica da luz do sol e da escuridão. No entanto, muitos animais também são expostos ao luar, que ocorre com periodicidade de ~25h.
Os laboratórios de Florian Raible no Max Perutz Labs, uma joint venture da Universidade de Viena e da Universidade Médica de Viena, e Kristin Tessmar-Raible (Max Perutz Labs, Alfred Wegener Institute, Universidade de Oldenburg) descobriram agora que o luar ajusta o relógio diário dos vermes de cerdas marinhas, que os ajuda a ajustar seu ciclo reprodutivo a certas horas durante a noite. O estudo, publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences , fornece uma explicação para o fenômeno de que relógios diários de moscas para humanos podem exibir tempos de execução de plástico.

Para produzir a próxima geração, o verme marinho Platynereis dumerilii libera seus óvulos e espermatozoides livremente na água do mar. O tempo correto de seus ciclos reprodutivos é, portanto, essencial para a sobrevivência da espécie. Já se sabia que os vermes de cerdas programam sua reprodução para poucos dias do mês. Agora, os pesquisadores descobriram que eles também sincronizam com horários muito específicos durante cada noite. “Mostramos que o luar determina quando, precisamente, durante a noite, os vermes iniciam seu comportamento reprodutivo, que é sempre durante a parte mais escura da noite”, explica o primeiro autor Martin Zurl. Em vez de atuar como estímulo direto para a enxameação, o luar altera a duração do período do relógio circadiano. Na natureza, a hora do luar muda todos os dias em cerca de 50 minutos. A plasticidade do relógio permite que os vermes levem em consideração essas mudanças.

Os cientistas colaboraram com os laboratórios de Robert Lucas da Universidade de Manchester (Reino Unido) e Eva Wolf do Instituto de Biologia Molecular de Mainz e da Universidade de Mainz (Alemanha) para caracterizar os receptores de luz envolvidos nesse processo. Eles identificaram que as funções combinatórias de uma opsina – intimamente relacionada à melanopsina circadiana de mamíferos – e um criptocromo decodificam diferencialmente a luz do sol e da lua para ajustar o relógio diário de plástico. Em colaboração com o laboratório de Charlotte Helfrich-Förster da Universidade de Würzburg (Alemanha), os pesquisadores mostraram que a decodificação específica do luar também é relevante para os relógios diários de outras espécies.

O impacto da intensidade da luz na duração do período do relógio circadiano foi documentado para vários organismos em condições artificiais de laboratório por décadas. No entanto, a relevância fisiológica dessas observações não é clara. "Nosso trabalho revela que há um significado ecológico por trás da observação de que o relógio circadiano de um indivíduo pode funcionar com velocidades diferentes", explica Kristin Tessmar-Raible. É importante notar que os humanos também mostram essa plasticidade circadiana. Por exemplo, pacientes com transtorno bipolar exibem períodos circalunidianos enigmáticos (ou seja, 24,8 h) correlacionados com suas mudanças de humor. Os cientistas esperam que seu trabalho ajude a entender a origem e as consequências da plasticidade do temporizador biológico, bem como sua interação com os sinais de tempo natural.