Belang biologische klok zie je pas echt in het wild
Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW)Ooit publiceerden Darwin en Van Leeuwenhoek in het tijdschrift Philosophical Transactions of the Royal Society (B Phil Trans B). "Daarin publiceren is 'een grote eer'", zegt professor Theunis Piersma van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). Aanleiding was een internationaal symposium over 'wild clocks' dat Rijksuniversiteit Groningen organiseerde samen met het NIOZ en het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW).
Dezelfde taal
Onderzoek over de biologische klok werd onlangs beloond met een Nobelprijs. De kennis over klokmechanismen stelt ons in staat om de betekenis ervan te begrijpen in het leven van niet alleen de mens, maar vrijwel alle organismen op onze planeet. Daarvoor is het belangrijk de ritmiek in de natuur te bestuderen. "Ecologie en chronobiologie - de 'biologie van de klok' - moeten we weer herenigen", zeggen onderzoekers professor Menno Gerkema en Roelof Hut van Rijksuniversiteit Groningen. “Zestig jaar geleden werkten deze vakgebieden samen. Daarna focusten de chronobiologen op het mechaniek van de klok en de ecologen op timing in de natuur. Maar alleen samen kun je de werkelijke impact van de tijd op organismen ontrafelen.”
Naar buiten
Het symposium gaf daarvoor een aanzet. Het heeft geleid tot een tiental publicaties in het themanummer van Phil Trans B. Naast de dagelijkse klok waar we al redelijk wat van weten, zijn er ook de ritmes van de seizoenen en de getijden. Daarover is veel minder bekend, en dit valt binnen moeilijk te onderzoeken. Naar buiten dus! Allerlei nieuwe tools helpen de wetenschappers daarbij. Ze kunnen het mechaniek van de klok stiekem aanpassen, stofjes kunnen de stand van de klok in de hersenen en het lichaam 'verraden', en dieren in het wild zijn steeds beter te volgen in zowel ruimte als tijd. Trekvogels op de lange afstand benutten bijvoorbeeld tijdelijke voedselpieken in gebieden een paar duizend kilometer verderop, en hun biologische klok helpt hen met de navigatie tijdens de reis.
Van trek tot seks
Maar waar wordt in de natuur nu precies op geselecteerd, bijvoorbeeld door mogelijke partners? De klok blijkt bij allerlei interacties spelbreker of matchmaker te kunnen zijn: van trek tot seks. “En bij de zee is de klok het ingewikkeldst van allemaal,” zegt NIOZ-onderzoeker professor Theunis Piersma. “Hier speelt niet alleen het ritme van dag en jaar een rol, maar ook dat van eb en vloed, en de maan.” Dat zijn eigenlijk een heleboel klokken op een rijtje die in één dier aan het tikken zijn. Een delicaat systeem, dat niet verstoord moet raken door bijvoorbeeld lichtvervuiling of klimaatverandering.
Evolutie
Muizen die opeens dagactief worden onder natuurlijke omstandigheden, terwijl ze in het lab nachtactief zijn: dat maakt nogal uit voor de conclusies van je onderzoek. Maar ook op een hoger niveau zijn er genoeg verschillen tussen lab- en veldonderzoek aan ritmes. NIOO-onderzoeker en dierecoloog professor Marcel Visser vat het belang van veldonderzoek samen: “Waarom de klok werkt hoe hij werkt, is alleen te begrijpen als je 'wilde klokken' in het laboratorium èn in het veld onderzoekt. Het belang begrijp je beter onder de natuurlijke omstandigheden die een rol spelen bij de evolutie van de klok.”