הורידו את כלי העזר שלנו

שעון ביולוגי

מאת ויקיפדיה, אך משופר ויזואלית

שעון ביולוגי הוא מנגנון פנימי של אורגניזם המשמש אותו למדידת זמן, וזאת לצורך ניהול תהליכים פיזיולוגיים והתנהגותיים שמתרחשים באופן מחזורי. מחזורים אלה מכונים מקצבים ביולוגיים, והם קיימים במרבית היצורים החיים, כולל בעלי חיים, צמחים, פטריות ואף מינים מסוימים של חיידקים.

השעון הביולוגי המרכזי של האורגניזם מתבסס במקרים רבים על המקצב הצירקדי, מקצב שפועל במחזוריות של כ-24 שעות ונועד להתאים את פעילותו של היצור להשפעתה המשתנה של השמש לאורך היממה.

גלה עוד נושאים הקשורים לשעון ביולוגי

אורגניזם

אורגניזם

אוֹרְגָּנִיזְם הוא כל דבר חי המסוגל להתקיים ולהתרבות בכוחות עצמו ולבצע חילוף חומרים. בהגדרה אחרת, כל מה שיש בו תא אחד לכל הפחות. אורגניזם הוא פרט בדיד שגדל, מתפתח ועל פי רוב גם מתרבה.

מדידה

מדידה

במדעים המדויקים, מְדִידָה היא מציאת גודלו של מאפיין ניתן לתצפית של עצם נתון, והבעת גודל זה ביחידות המידה המתאימות. לעריכת המדידה נעזרים לרוב במכשיר מדידה מתאים. מסה, למשל, נמדדת באמצעות מאזניים ומובעת ביחידות של גרם. מדידה היא השוואתו של הגודל הנמדד לגודלה של יחידת המידה, והיחס בין שני גדלים אלה מובע במספר.

זמן

זמן

זמן הוא מאפיין בסיסי שמתואר על ידי התמשכות הקיום בחלל ובמרחב.

פיזיולוגיה

פיזיולוגיה

פִיזְיוֹלוֹגְיָה היא המדע העוסק בחקר התפקוד המכני, הפיזי והביוכימי של גופם של יצורים חיים.

התנהגות

התנהגות

התנהגות היא מושג שמתייחס לפעולות או תגובות של אורגניזם, כלומר - יצור חי. ההתנהגות של אורגניזמים היא בררנית, כך שבכל עת ובכל שעה האורגניזם מגיב רק על גירויים מסוימים, מתוך גירויים רבים המופיעים אותה שעה והוא מוציא לפועל רק אחדות מן התגובות האפשריות הרבות אשר עומדות לרשותו. בנוסף על כך בני אדם וחיות אחרות, יכולים להפעיל מערך התנהגויות גמיש גם מעבר לתגובות המשויכות לגירויים ספציפיים. היכולת לווסת את התגובות והפעולות באופן גמיש, לצורך הפקת התנהגויות מושכלות ומכוונות מטרה, מכונה שליטה קוגניטיבית או תפקודים ניהוליים.

בעלי חיים

בעלי חיים

בעלי־חיים הם יצורים חיים איקריוטים רב־תאיים, המשתייכים לממלכת בעלי־חיים Animalia. כמעט כל בעלי־החיים צורכים חומר אורגני, נושמים חמצן, יש להם יכולת תנועה, מתרבים (לרוב) ברבייה מינית, ומתפתחים מתוך צבר כדורי של תאים המכונה blastula, שמופיע בתחילת ההתפתחות העוברית. עד היום זוהו 1.5 מיליון מינים של בעלי חיים, מתוכם מעל מיליון מינים הם חרקים. עם זאת, לפי הערכות[דרוש מקור] קיימים מעל 7 מיליון מיני בעלי חיים. בעלי חיים הם בעלי מגוון גדול של צורות, תפקודים וגדלים. בעלי החיים הזעירים ביותר הם בגודל 8.5 מיליונית המטר, והגדולים ביותר מגיעים לגודל 30–40 מטרים ומשקל של למעלה מ־100 טונה מטרית. בעלי החיים מקיימים אינטראקציה מורכבת עם סביבת החיות שלהם, והם יוצרים רשתות מזון מסובכות. הענף בביולוגיה החוקר את בעלי החיים נקרא זואולוגיה.

פטריות

פטריות

פטריות היא ממלכה של אורגניזמים איקריוטים, כמו השמרים והעובשים החד-תאיים ופטריות הבסיסה הרב-תאיות.

מין (טקסונומיה)

מין (טקסונומיה)

מין הוא היחידה הבסיסית ביותר למיון עולם הטבע.

חיידקים

חיידקים

חַיידקים הם יצורים חד-תאיים המהווים את אחת משלוש העל-ממלכות הטקסונומיות בביולוגיה. החיידקים הם בין היצורים הראשונים שהופיע על פני כדור ארץ ומאכלסים קשת רחבה מאוד של אזורי מחיה, כגון מים טרמליים, סלעי קרחונים, אזורים צחיחים, אזורי מחיה פוריים ודלים, וחלקם אף מתאכסנים באורגניזמים מן החי או הצומח כטפילים או כקומנסלים, ביחסים סימביוטיים שונים ומגוונים. החיידקים הראשונים התפתחו ככל הנראה לפני כ-4 מיליארד שנה. מדובר במיקרואורגניזמים פרוקריוטיים. החיידקים הם בין צורות החיים הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ, והם יכולים להתקיים בסביבות מחיה מגוונות, ואף בסביבות קיצוניות שבהן לא הצליח להתקיים אף אורגניזם אחר.

שעון צירקדי

שעון צירקדי

שעון צירקדי, או מתנד צירקדי, הוא שעון ביולוגי מחזורי עם מופע יציב, המסונכרן עם היממה השמשית.

השמש

השמש

השֶּׁמֶשׁ היא כוכב מהסדרה הראשית מסוג G שנמצא במרכז מערכת השמש. כדור הארץ וגופים נוספים הכוללים כוכבי לכת, כוכבי לכת ננסיים, כוכבי לכת מינוריים, אסטרואידים, שביטים ואבק בין־כוכבי, חגים סביב השמש במסלולים קבועים עקב כוח המשיכה שלה.

יממה

יממה

יממה היא יחידת זמן שאורכה נקבע על פי הזמן שמופע השמש עושה מחזור אחד בשמים. מחזוריות מופע השמש נגרמת מסיבוב כדור הארץ סביב צירו, ומושפעת מעט מסיבוב כדור הארץ סביב השמש.

הגדרה

המאפיין הבסיסי של שעון ביולוגי הוא היותו מקצב פנימי של היצור, אשר מתרחש באופן ספונטני ולא רק כתוצאה מתנאי הסביבה או מהשפעות חיצוניות. בהתאם לכך, לשעונים ביולוגיים יש בסיס גנטי, והם מהווים חלק מהתפתחותו התקינה של האורגניזם.

לצד זאת, שעונים ביולוגיים בהחלט עשויים להיות מושפעים מאותות חיצוניים, אשר ביכולתם לכוון את השעון ולהתאים אותו לסביבה המשתנה.

השעון הצירקדי

ערך מורחב – שעון צירקדי

השעון הצירקדי (Circadian, מלטינית: "בערך יום") הוא השעון הביולוגי החשוב והנפוץ ביותר בעולם החי. לשעונים צירקדיים יש זמן מחזור שקרוב ל-24 שעות, בדומה לסיבובו של כדור הארץ על צירו. לפיכך, שעונים אלה מאפשרים ליצורים חיים להתאים את עצמם להשפעתה המשתנה של השמש על סביבתם, כגון רמת התאורה, שינויים בטמפרטורה או היכולת לבצע פוטוסינתזה. השעון הצירקדי הפנימי יכול לפעול גם בסביבה קבועה שבה אין רמזים למיקומה היחסי של השמש באותו רגע.

אותות חיצוניים אשר מכונים צייטגבר (Zeitgeber, בגרמנית: "קוצב זמן") מסוגלים לכוון ולסנכרן את השעון הצירקדי הפנימי. הצייטגבר הנפוץ והחזק ביותר הוא אור, אך גם אותות חיצוניים אחרים (למשל טמפרטורה, חומרים ביוכימיים או אינטראקציות חברתיות) מתפקדים לעיתים כצייטגבר.

בקרב צמחים ובעלי חיים רבים, המקצב הצירקדי משמש גם כבסיס לשינויים עונתיים. בתהליך המכונה פוטופריודיזם, היצור חש בשינויים שחלים באורך היחסי של היום והלילה, ובהתאם לכך משתנה המורפולוגיה או ההתנהגות של אותו יצור לפי עונות השנה. שיבושים בשעון זה עשויים להוביל ל"הפרעה רגשית עונתית".

מקצבים ביולוגיים אחרים

מחזור השינה אצל בעלי חיים

לצד המקצב הצירקדי, יצורים חיים מתנהלים גם לפי מקצבים אחרים, שאורכם שונה מ-24 שעות.

תחום המחקר של מקצבים בעולם החי נקרא כרונוביולוגיה, והוא כולל בתוכו מקצבים שונים כמו:

  • מקצב אינפראדיאני - מקצבים שאורך המחזור שלהם ארוך מיממה, כמו נדידה ומחזורי רבייה מסוימים (למשל, מחזור הביוץ והוסת בנשים).
  • מקצב אולטראדיאני - מקצבים שאורך המחזור שלהם קצר מ-24 שעות, כמו מחזורי שינה הנמשכים כ-90 דקות, ומחזורי הפרשת הורמון הגדילה הנמשכים כשלוש שעות.
  • מחזורי גאות ושפל - שעון העוקב אחרי השינויים בין הגאות והשפל הנמשכים כ-12 שעות. נפוץ בקרב יצורי אזור הכרית.
  • שעונים שמקצבם הוא דור - מחזור שכל פעימה בו מתחילה בהיווצרות האורגניזם ונגמרת במותו (או בבקטריות, בהתחלקותו לשניים). פעימת מחזור כזה מכילה, ביצורים רב תאיים, תהליך של התבגרות והזדקנות. שעון זה עשוי להיות לעזר רב בזיהוי פלילי - גילם של רימות הזבובים בגווייה מעיד על זמן המוות.

גלה עוד נושאים הקשורים להגדרה

גנטיקה

גנטיקה

גֵּנֵטִיקָה היא ענף במדעי החיים העוסק במחקר של גנים, תורשה, והמגוון הגנטי באורגניזמים. גנטיקה נחשבת בעיקר לתחום בתוך הביולוגיה, אך פעמים רבות מחקרים גנטיים מצטלבים עם מחקרים בתחומים אחרים של מדעי החיים, ויש קשר הדוק בין הגנטיקה לבין מערכות מידע.

לטינית

לטינית

לטינית, או בשמה האחר רומית, היא שפה אחת מתוך קבוצת השפות האיטליות של משפחת השפות ההודו-אירופאיות. בתחילה נודעה הלטינית כשפת האזור במרכז חצי האי האיטלקי, האזור בו נמצאת העיר רומא, המכונה לטיום, אך מאוחר יותר כשהפכה לשפתה הרשמית של האימפריה הרומית, הופצה הלטינית באמצעות כיבושי הקיסרות לכל רחבי האימפריה. הלטינית אינה שפה מדוברת, אם כי נעשים ניסיונות להחיות אותה.

כדור הארץ

כדור הארץ

כדור הארץ הוא כוכב הלכת השלישי במערכת השמש, החמישי בגודלו במערכת, והגדול מבין ארבעת כוכבי הלכת הארציים. על פי הערכות מדעיות, הוא נוצר לפני כ-4.54 מיליארד שנים וכ-20–30 מיליון שנים לאחר מכן רכש את הלוויין הטבעי היחיד סביבו, הירח. כמיליארד שנים לאחר היווצרותו הופיעו בו התאים החיים הראשונים. כדור הארץ הוא גרם השמיים היחיד שידוע על קיום חיים בו.

אור

אור

אוֹר, או אור בתחום הנראה לעין האנושית הוא למעשה קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל הניתן לקליטה במנגנון העין האנושית. במובן רחב יותר, הגדרת האור הוא כקרינה אלקטרומגנטית המתפרס בטווח שבין תת-אדום לעל-סגול, או לשיטות רבות – כל סוג של קרינה אלקטרומגנטית בספקטרום.

טמפרטורה

טמפרטורה

טמפרטורה היא גודל פיזיקלי לכימות מה שאינטואיטיבית מובן כ"חם" ו"קר". מבחינה פיזיקלית הטמפרטורה היא גודל המבטא את "רמת התנועה" של חלקיקי החומר ומהווה מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת של החלקיקים.

גרמנית

גרמנית

גרמנית היא שפה גרמאנית מערבית השייכת לקבוצת השפות הגרמאניות במשפחת השפות ההודו־אירופיות. זוהי אחת השפות המדוברות בעולם עם מעל 100 מיליון אירופים הדוברים אותה כשפת אם. גרמנית היא השפה המדוברת ביותר באיחוד האירופי כשפת אם. היא השפה השלישית או הרביעית בפופולריות שלה כשפה זרה הנלמדת ברחבי העולם, והשנייה בפופולריות שלה כשפה זרה באירופה וארצות הברית. היא אחת השפות הרשמיות של האיחוד האירופי.

סנכרון

סנכרון

סנכרון הוא יצירה של קואורדינציה בין אירועים לצורך הפעלת מערכת באופן אחיד.

ביוכימיה

ביוכימיה

בִּיּוֹכִימְיָה היא מדע החוקר את התכונות הכימיות המאפיינות מולקולות המיוצרות בתאים חיים וייחודיות להם, ומאפשרות להם לבצע את תפקידם. הביולוגיה המולקולרית היא מדע החוקר את תפקידן של מולקולות אלה.

עונות השנה

עונות השנה

עונות השנה הן מספר תקופות עיקריות, ברוב אזורי כדור הארץ ארבע, שאליהן מחולקת כל שנה. כל אחת מעונות השנה מאופיינת באקלים משלה ומספר שעות אור שונה ביממה. בהכללה ניתן לדבר גם על עונות השנה בכוכבי לכת אחרים.

יום

יום

יום הוא מכלול של שעות היממה המוארות, מזריחת השמש ועד שקיעתה, להבדיל מלילה. לעיתים קרובות מושג המילה "יום" מורחב להכליל את שעות הלילה, למשל בחלוקת השבוע: יום ראשון, יום שני וכו'. להלן נייחס את המושג "יום" למשמעות הראשונית - שעות היממה המוארות.

לילה

לילה

לילה הוא שעות היממה החשוכות, שבהן אין אור שמש, מלאחר שקיעת השמש ועד זריחתה, להבדיל מיום. המונח מופיע בתחילת התנ"ך "...וְלַחֹשֶׁךְ קָרָא לָיְלָה". בגלל הקושי לפעול בתנאי חשיכה, מנוצל הלילה אצל רוב בני האדם ורוב בעלי החיים לשינה. עם המצאת נורת הלהט החשמלית וסוגים מודרניים נוספים של תאורה מלאכותית, הפך הלילה, ובמיוחד תחילתו, לזמן של פעילות חברתית ובילוי.

מורפולוגיה (ביולוגיה)

מורפולוגיה (ביולוגיה)

מוֹרְפוֹלוֹגְיָה היא ענף בביולוגיה העוסק בחקר הצורה, המבנה והצבע של הגוף החי ואיבריו. המורפולוגיה נחלקת לשלושה ענפי משנה עיקריים: מורפולוגיה חיצונית, מורפולוגיה פנימית ומורפולוגיית ההתפתחות.

היסטוריה

התעוד המוקדם ביותר של שעון ביולוגי מגיע מהמאה ה-4 לפנה"ס, כאשר אנדרוסת'נס, קפטן ספינה תחת אלכסנדר הגדול, תיאר תנועות עלים יומיות של עץ התמרינדי (שם מדעי: Tamarindus indica)‏.[1] התצפית המודרנית של שינויים פנימיים נעשתה על ידי המדען הצרפתי ז'אן-ז'אק ד'אורטו דה מראן במאה ה-18. הוא שם לב ששינויים בעלי דפוס מחזורי של 24 שעות בעלי הצמח מימוזה ביישנית (Mimosa pudica) נמשכו גם כאשר הצמח בודד מאותות חיצוניים, כאשר הוא נשמר בחושך. ב-1918 ג'.ס. שימנסקי הראה כי חיות מסוגלות לשמר דפוסי התנהגות בעלי מחזור של 24 שעות, בהיעדר אותות חיצוניים כמו אור או שינוי טמפרטורה.[2] ג'וזף טקהאשי גילה את הבסיס הגנטי לשעון הביולוגי ביונקים ב-1994.[3][4]

גלה עוד נושאים הקשורים להיסטוריה

המאה ה-4 לפנה"ס

המאה ה-4 לפנה"ס

המאה ה-4 לפנה"ס היא התקופה שהחלה בשנת 400 לפני הספירה והסתיימה בשנת 301 לפני הספירה. זוהי המאה הרביעית לפני תחילת הספירה הנוצרית.

אלכסנדר הגדול

אלכסנדר הגדול

אלכסנדר השלישי ממוקדון, המוכר יותר כאלכסנדר הגדול, והידוע בעברית גם כ"אלכסנדר מוקדון" היה מלך מוקדון, ומגדולי המצביאים והמדינאים של העת העתיקה. כיבושיו הנרחבים כללו את ערי המדינה של יוון העתיקה, כל שטחה של האימפריה הפרסית, מספר אזורים במרכז אסיה ואף חלקים מתת-היבשת ההודית.

שם מדעי

שם מדעי

שם מדעי או נומנקלטורה דו-שמית הוא חלק בשיטת שיום המינים בביולוגיה.

צרפת

צרפת

צרפת היא מדינה במערב אירופה המחזיקה גם מספר טריטוריות ביבשות אחרות. היא משתרעת בין הים התיכון בדרום, מפרץ ביסקאיה במערב, התעלה האנגלית בצפון-מערב, ונהר הריין והאלפים במזרח.

מימוזה ביישנית

מימוזה ביישנית

המימוזה הביישנית, המכונה גם "הצמח הרגיש" או "אל תיגע בי", היא צמח מטפס בעל תכונה ייחודית של רגישות למגע: ברגע שנוגעים באחד מעליו של עלה מורכב של הצמח הוא מתחיל להתקפל פנימה ולהיסגר.

גנטיקה

גנטיקה

גֵּנֵטִיקָה היא ענף במדעי החיים העוסק במחקר של גנים, תורשה, והמגוון הגנטי באורגניזמים. גנטיקה נחשבת בעיקר לתחום בתוך הביולוגיה, אך פעמים רבות מחקרים גנטיים מצטלבים עם מחקרים בתחומים אחרים של מדעי החיים, ויש קשר הדוק בין הגנטיקה לבין מערכות מידע.

מקור אבולוציוני

חלבונים רגישים לאור ומקצבי השעון הביולוגי כנראה הופיעו לראשונה בתאים הראשונים, עם המטרה להגן על שכפול ה-DNA מקרינה אולטרה סגולה במהלך שעות היום. כתוצאה מכך השכפול בוצע בלילה. הפטריה Neurospora, הקיימת כיום, משמרת את המנגנון הזה. נראה כי המחזוריות חשובה בוויסות מחזורים ביוכימיים בתוך הפרט כמו גם בתיאום עם תנאי הסביבה. סברה זו עולה מהתורשתיות של מקצבי השעון הביולוגי אחרי כמה מאות דורות של זבובי פירות במעבדה בתנאים קבועים,[5] כמו גם היכולת להעלים בניסוי התנהגויות המאפיינות את השעון הביולוגי, אך לא תופעות פיזיולוגיות בשלוים.[6][7]
השעון הביולוגי הפשוט ביותר המוכר כיום הוא של הפרוקריוט ציאנובקטריה. מחקרים הראו כי ניתן לשקם את השעון הביולוגי של Synechococcus elongatus בעזרת שלושת החלבונים של האוסילטור המרכזי. שעון זה הראה מחזוריות של 22 שעות למשך כמה ימים עם הוספת ATP. הסברים קודמים של יכולת פרוקריוטים לשמור על מקצב השעון הביולוגי היו תלויים במנגנון המשוב של שעתוק ותרגום DNA.

טרם ידוע האם שעונים ביולוגיים ביצורים אאוקריוטים דורשים אוסילטורים מונעי תהליכי שעתוק-תרגום. אמנם יצורים פרוקריוטים ואאוקריוטים חולקים את המבנה הבסיסי של השעון, אך לא נמצאה הומולוגיה ברמת הגנים. דבר זה מצביע על מקור אבולוציוני שונה.

ב-1971 רונלד ג'. קונופקה (Konopka) וסימור בנזר (Benzer) זיהו לראשונה מרכיב גנטי של השעון הביולוגי בעזרת המודל של זבובי פירות. שלושה קווים מוטנטים הראו התנהגות שעון חריגה - לאחד היה מחזור קצר מהרגיל, לשני היה מחזור ארוך מהרגיל ולשלישי לא היה דפוס מחזורי כלל. כל שלושת המוטנטים הובילו לאותו גן שנקרא period.[8] פגמים באותו גן שויכו גם להפרעת שינה (Familial advanced sleep phase syndrome) בבני אדם, תגלית ששפכה אור על אופיו האבולוציוני של השעון הביולוגי. כיום אנו יודעים על מרכיבים גנטים רבים אחרים של השעון הביולוגי. יחסי הגומלין בין גנים אלו יוצרים לולאות משוב של תוצרי הגנים המובילות לתנודתיות מחזורית המודיעה לתאי הגוף מה השעה.

במחצית השנייה של המאה ה-20 חלה התקדמות בחקר השעונים הביולוגים. כיום ידוע כי השעון הביולוגי המולקולרי יכול לתפקד בתוך התא הבודד, כלומר יש לו אוטונומיה תאית.[9] במקביל, תאים שונים יכולים לתקשר האחד עם השני לכדי יצירת מסר חשמלי מסונכרן. מסרים אלו עשויים להגיב עם הבלוטות האנדוקריניות במוח ולהוביל להפרשה מחזורית של הורמונים. הרצפטורים להורמונים אלו עשויים להיות ממוקמים בכל רחבי הגוף. רצפטורים אלו יסנכרנו את השעונים הפריפריאליים באיברים שונים. כלומר, המידע לגבי השעה ביום עוברת מהעין לשעון שבמוח, ודרכו שעונים בשאר הגוף מסתנכרנים. כך, למשל, פועל התזמון של מחזור השינה ועירות, טמפרטורת הגוף, צמא ורעב.

גלה עוד נושאים הקשורים למקור אבולוציוני

שכפול DNA

שכפול DNA

שכפול DNA הוא תהליך יצירת העתק של מולקולות ה-DNA בתאיהם של יצורים חיים. מולקולת ה-DNA החדשה מסונתזת מנוקלאוטידים חופשיים הנמצאים בתא. השכפול מתבצע באמצעות האנזים DNA פולימראז. מולקולת ה-DNA הקיימת משמשת כתבנית ליצירת המולקולה החדשה. תהליך השכפול מתרחש טרם הפליגה, המיטוזה והמיוזה ומהווה אחד משורת התהליכים הקודמים לחלוקת התא. שלב שכפול ה-DNA במחזור התא נקרא גם שלב S. אם שלב זה מוכתר בהצלחה, בסיומו קיימות בתא 2 מולקולות DNA דו-גדילי אשר זהות למולקולה המקורית. השכפול הוא תהליך סמי-קונסרבטיבי—כל אחת ממולקולות ה-DNA החדשות מכילה גדיל אחד שמקורו במולקלת ה-DNA המקורית וגדיל אחד אשר נוצר בזמן תהליך השכפול.

פטריות

פטריות

פטריות היא ממלכה של אורגניזמים איקריוטים, כמו השמרים והעובשים החד-תאיים ופטריות הבסיסה הרב-תאיות.

ביוכימיה

ביוכימיה

בִּיּוֹכִימְיָה היא מדע החוקר את התכונות הכימיות המאפיינות מולקולות המיוצרות בתאים חיים וייחודיות להם, ומאפשרות להם לבצע את תפקידם. הביולוגיה המולקולרית היא מדע החוקר את תפקידן של מולקולות אלה.

דרוזופילה

דרוזופילה

תסיסנית הידועה גם כדרוזופילה או, בכינויה השגור והמטעה, זבוב הפירות, היא סוג של זבוב במשפחת התסיסניתיים.

פרוקריוטים

פרוקריוטים

פרוקריוטים הם יצורים מיקרוסקופיים בעלי תא יחיד חסר גרעין טבעי. הם תאים קטנים יותר מתאים איקריוטיים, וקוטרם אינו עולה בדרך כלל על 2 מיקרו מטר. הם עטופים בדופן המקנה לתא יציבות ולעיתים תנועתיות, מאחר שהוא חסר שלד תאי. מרכיבי הדופן הם לעיתים גליקופרוטאינים. לדופן אין סלקטיביות וכל החומרים יכולים לעבור דרכו. בנוסף, יש להם גם קרום תא, כמו לכל תא אחר. קרום זה חיוני לקיום חיים. חד תאיים פרוקריוטיים או תאים היוצרים צברי תאים מצליחים לחיות גם בסביבות של תנאים קיצוניים אשר יצורים איקריוטיים לא יכולים לשרוד בהם, לכן הם שרדו במהלך האבולוציה, אף על פי שהם קדמוניים. הם ניזונים מחומרים מומסים בלבד. בעבר נחשבו לממלכה נפרדת בעולם הטבע שהייתה קרויה מונרה וכללה גם את הכחוליות. כיום הפרוקריוטים מחולקים מבחינה טקסונומית לשתי על־ממלכות:חיידקים – הכחוליות הן אחת המערכות בעל־ממלכה זו ארכאונים

כחוליות

כחוליות

הכחוליות היא מערכה של יצורים חסרי גרעין השייכים לעל ממלכת חיידקים אמיתיים. לכחוליות יש קווים משותפים עם הקבוצות השונות הקרויות אצות: הם מכילים כלורופיל a שהוא פיגמנט פוטוסינתטי המשותף לכל האצות וחסר ברוב החיידקים מבצעי פוטוסינתזה. בפוטוסינתזה של הכחוליות גם משתחרר חמצן בשונה מרוב החיידקים המבצעים פוטוסינתזה. משערים כי הכחוליות היו מהאורגניזמים הראשונים באבולוציה לבצע פוטוסינתזה, לפני כ-3.5 מיליארד שנים, עקב כך השתנה הרכב הגזים באטמוספירה מגזים רעילים לגזים המאפשרים נשימה.

חלבון

חלבון

חלבון הוא תרכובת אורגנית גדולה ומורכבת יחסית, הבנויה משרשרת מקופלת של חומצות אמיניות הקשורות ביניהן בקשרים פפטידיים בין הקבוצה הקרבוקסילית של החומצה האמינית לקבוצה האמינית של החומצה השנייה. בסך הכל יש 20 חומצות אמינו סטנדרטיות שבונות חלבונים בגוף האדם. החלבונים נמנים עם התרכובות החשובות ביותר המרכיבות את האורגניזם, והם מצויים בכל תא חי. הם יוצרים אינטראקציות עם מולקולות מסוגים שונים, כגון חלבונים אחרים, ליפידים, פחמימות, ו-DNA.

ATP

ATP

ATP הוא נוקלאוטיד, סוג של תרכובת אורגנית, המאפשרת נשיאת אנרגיה בתא ולכן בעל חשיבות עליונה בכל היצורים החיים.

DNA

DNA

DNA היא מולקולת ענק של חומצת גרעין הבנויה כשרשרת נוקלאוטידים. כל המידע התורשתי הדרוש לבניית החלבונים בתא אצל כל האורגניזמים הידועים, מחיידקים ועד בני אדם, מוצפן במולקולת DNA אחת או יותר, המאורגנות במבנה של סליל כפול, ורצף הנוקליאוטידים בהן ייחודי לכל אורגניזם. גם בחלק מהנגיפים מקודד המידע התורשתי ב-DNA.

הומולוגיה (ביולוגיה)

הומולוגיה (ביולוגיה)

הומולוגיה היא דמיון של שני איברים ביצורים שאינם שייכים לאותו המין. בשונה מהומופלסיה, איברים של אורגניזמים שונים מוגדרים כהומולוגיים אם לאורגניזמים יש אב קדמון משותף, שהיה לו איבר דומה ואותו איבר נשמר בשני הקווים האבולוציוניים שהובילו למינים בני ימינו. כמו כן, בהתפתחות העוברית מיקום האיבר והתפתחותו דומים בין שני המינים. הומולוגיה היא גם אחת התכונות הבסיסיות של ביולוגיה השוואתית. לדוגמה, האוזניים של העכבר והחמור הן הומולוגיות מפני שהיו אוזניים כבר ליונק הראשון שהוא האב הקדמון המשותף של העכבר והחמור. לעומת זאת, הסנפירים של הדולפין והכריש לא הומולוגיים, כי הסנפירים של הדולפין התפתחו באבולוציה שלו מרגליים של יונק קדום שהלך על הקרקע.

גן (ביולוגיה)

גן (ביולוגיה)

בביולוגיה, גֵּן הוא יחידת מידע המועברת מאורגניזם לצאצאיו באמצעות החומר התורשתי. המידע הטמון בגנים קובע את תכונותיו של האורגניזם; הגנים מכילים את "הוראות הייצור" לתוצרי הגנים בתא, ובכך אחראים לקביעת רובן המוחלט של תכונות האורגניזם.

גנטיקה

גנטיקה

גֵּנֵטִיקָה היא ענף במדעי החיים העוסק במחקר של גנים, תורשה, והמגוון הגנטי באורגניזמים. גנטיקה נחשבת בעיקר לתחום בתוך הביולוגיה, אך פעמים רבות מחקרים גנטיים מצטלבים עם מחקרים בתחומים אחרים של מדעי החיים, ויש קשר הדוק בין הגנטיקה לבין מערכות מידע.

חשיבות השעון הביולוגי בבעלי חיים

מקצב השעון הביולוגי נמצא בדפוסי השינה והאכילה של בעלי חיים, כולל האדם. כמו כן ישנם דפוסים של טמפרטורת הגוף (גבוהה יותר בסוף היום), פעילות גלי מוח, ייצור הורמונים, רגנרציה של תאים ופעילויות ביולוגיות נוספות. בנוסף, פוטופריודיזם - התגובה הפיזיולוגית של יצורים חיים למשך היום והלילה, הוא חיוני לצמחים ולבעלי חיים, והשעון הביולוגי הוא האמצעי למדידת משך היום.

חיזוי נכון של שינויים עונתיים של מזג האוויר, זמינות המזון או תקופת פעילותו של טורף הם חיוניים להישרדותם של מינים רבים. אף כי אינו המדד היחיד, משך שעות האור הוא הסמן הסביבתי האמין ויציב ביותר ביכולתו לחזות שינויים עונתיים. בין התופעות הקשורות ביותר לשינוי במשך שעות האור הן הנדידה, שנת חורף ורבייה.

חשיבות מחזורי האור-חושך

מקצב השעון הביולוגי קשור למחזורי האור-חושך. בעלי חיים, כולל בני אדם, הנשמרים בחושך מוחלט למשך תקופות זמן ממושכות, בסופו של דבר פועלים לפי מקצב פנימי עצמאי. כל "יום", מועד השינה שלהם נדחף קדימה או אחורה, תלוי אם השעון הפנימי שלהם ארוך או קצר מ-24 שעות. האותות הסביבתיים המכוונים את השעון הפנימי ביחס לאותות החיצוניים נקראים צייטגבר (Zeitgeber מגרמנית). יונקים החיים מתחת לקרקע, כמו חולדים למשל, מסוגלים לשמר שעון ביולוגי, אף כי כביכול אינם חשופים לאותות חיצוניים. אף כי העיניים של חיות אלה מנוונות, עדיין פועלים בהם פוטורצפטורים פעילים. כמו כן הם עולים לפני השטח באופן מחזורי.

יצורים שבאופן רגיל חווים פרק שינה במחזור היומי שלהם, עדיין ישמרו על פרק זה גם בסביבה נטולת אותות חיצוניים. ההבדל הוא ששלב השינה לא יכוון לפי שעון ה-24 שעות של מחזור האור/חושך בטבע. אם מצב כזה נמשך לאורך זמן, תזמון שעות העירות והשינה עשויות לצאת מתיאום עם מחזורים (יומיים או אחרים) נוספים הפועלים על היצור, כמו טמפרטורת הסביבה.

חיות קוטב

חוקרים נורווגים הראו שחלק מחיות הקוטב מראות מקצבי השעון הביולוגי רק בחלק של השנה שבו השמש עולה ושוקעת. במחקר על איילים, חיות שחיו בקו הרוחב 70 צפון הראו מקצב שעון ביולוגי בסתיו, בחורף ובאביב, אך לא בקיץ. איילים שחיו בקו הרוחב 78 צפון הראו את המקצב רק בסתיו ובאביב. החוקרים משערים כי קיימים בעלי חיים נוספים שאינם מראים מחזורים של השעון הביולוגי באור המתמיד של הקיץ ובחושך הנמשך של החורף.[10][11]
קבוצת חוקרים אחרת בצפון אלסקה מצאה כי סנאי אדמה וקיפודים שומרים על מקצב השעון הביולוגי מדויק לאורך 82 ימים של אור שמש. החוקרים משערים כי יונקים קטנים אלו מסוגלים לכוון את השעון הפנימי שלהם לפי מרחק השמש מהאופק, המגיע למינימום פעם ביום.[12]

נדידה

פרפרים מהמין דנאית מלכותית (Danaus plexippus) מבצעים נדידה מדי סתיו ואביב. בסתיו הם עפים דרומה, מצפון ארצות הברית לדרום ארצות הברית ולמקסיקו. הפרפרים משתמשים ב"מצפן שמש" הנעזר בשעון הביולוגי שבמחושי הפרפר לקביעת מיקומו היחסי של הפרפר.[13][14]

בעלי חיים ימיים

דגי החשמל מהמין Sternopygus macrurus מסוגלים לשלוט בעוצמה השדה החשמלי אותו הם מייצרים בתגובה לאותות אור וחושך. עם רדת החשיכה, מצטבר בגופם חלבון המעלה את הפעילות החשמלית. יכולת זו מקטינה 'בזבוז' אנרגיה בשעות בהם הדג אינו צד, וכן מקטינה את הסיכוי שיתגלה על ידי טורפיו המחפשים את השדה החשמלי.[15]

גלה עוד נושאים הקשורים לחשיבות השעון הביולוגי בבעלי חיים

נדידת עופות

נדידת עופות

נדידת עופות היא תופעה זואולוגית, המתרחשת בעיקר בעונות המעבר, כאשר מיני עופות רבים נודדים, עם התקרב החורף, מאתרי הקינון שלהם למעונות-חורף באזורים חמים יותר, ושבים, עם התקרב הקיץ, לאתרי הקינון שלהם. העופות נודדים בין אירופה ואפריקה, בין אמריקה הצפונית ואמריקה הדרומית ואף בין הקטבים. העופות הנודדים מאירופה עוברים ברובם דרך ארץ ישראל, ואף שוהים בה לילה אחד או יותר, ומיעוטם, כמו השלווים, חוצים את הים התיכון ונוחתים בחופה הצפוני של ישראל.

חולד

חולד

חולד הוא סוג של מכרסם ממשפחת החולדיים החיים באדמה. החולדים מצויים ברחבי אפריקה, המזרח התיכון ודרום אירופה.

נורווגיה

נורווגיה

ממלכת נורווגיה היא מדינה נורדית בסקנדינביה שבצפון אירופה. לנורווגיה צורה מוארכת וקו חוף נרחב לאורך האוקיינוס האטלנטי הכולל את הפיורדים המפורסמים שלה. היא גובלת בשוודיה, רוסיה ופינלנד. היא חברה מייסדת של המועצה הנורדית וברית נאט"ו.

אייליים

אייליים

אַיָּלִיִים היא משפחה של יונקים מעלי גירה בסדרת מכפילי פרסה. בעלת 16 סוגים ו־36 מינים.

סתיו

סתיו

הסתיו הוא אחת מארבע עונות השנה, מציין את המעבר בין הקיץ לחורף ולכן מכונה עונת מעבר.

חורף

חורף

עונת החורף היא אחת מארבע עונות השנה. זו העונה עם הימים הקצרים ביותר וטמפרטורות נמוכות ביחס לשאר עונות השנה. באזורים המרוחקים מקו המשווה לרוב יורד שלג בעונת החורף.

אביב

אביב

האָבִיב הוא אחת מארבע עונות השנה של האקלים הממוזג, ובה חל המעבר מהחורף לקיץ. האביב מאופיין בהתחממות מתונה של מזג האוויר ובפריחתם של מיני צמחים רבים. משום כך הוא מסמל פריחה והתחדשות.

אלסקה

אלסקה

אלסקה היא המדינה הגדולה ביותר והצפונית ביותר מבין מדינות ארצות הברית. היא נמצאת בקצה הצפון-מערבי של יבשת אמריקה, צפונית-מערבית לקנדה.

יונקים

יונקים

יונקים היא מחלקה במערכת המיתרניים, המונה כ-5,400 מינים של בעלי חיים. המאפיין המובהק ביותר של היונקים הוא קיומן של בלוטות חלב, שבאמצעותן מזינה האם את צאצאיה.

דנאית מלכותית

דנאית מלכותית

דנאית מלכותית הוא מין פרפר המשתייך לסוג דנאית שבמשפחת הנימפיתיים ונפוץ בעיקר באמריקה הצפונית. החל מהמאה ה-19 הדנאית המלכותית נפוצה גם באוסטרליה ובניו זילנד, באיים הקנריים ובאיי מדיירה שבאוקיינוס האטלנטי, ובנדידתה עוברת אף באיים האזוריים, אף הם באוקיינוס האטלנטי.

ארצות הברית

ארצות הברית

ארצות הברית של אמריקה היא פדרציה ורפובליקה-חוקתית ומעצמת-על המורכבת מ-50 מדינות, ממחוז פדרלי אחד ו-5 טריטוריות. היא שוכנת ברוּבָּה במרכז יבשת אמריקה הצפונית, שבה נמצאות 48 מהמדינות וכן מחוז קולומביה שבו נמצאת העיר וושינגטון, בירת המדינה. ארצות הברית גובלת בקנדה בצפון ובמקסיקו בדרום. מדינת אלסקה שוכנת בצפון-מערב היבשת, קנדה נמצאת מזרחית לה ורוסיה נמצאת בצד מערב, מעבר למצר ברינג. המדינה ה-50 היא הוואי, ארכיפלג השוכן באוקיינוס השקט.

מקסיקו

מקסיקו

מקסיקו, או בשמה הרשמי המדינות המקסיקניות המאוחדות, היא פדרציה בצפון אמריקה הגובלת בארצות הברית מצפון, בגואטמלה ובבליז בדרום-מזרח, באוקיינוס השקט במערב ובמפרץ מקסיקו ובים הקריבי במזרח. מבחינה תרבותית שייכת מקסיקו לאמריקה הלטינית. היא מדורגת במקום ה-10 בעולם מבחינת גודל האוכלוסייה ובמקום ה-15 מבחינת שטחה. עיר בירתה היא מקסיקו סיטי.

השעון הביולוגי ביונקים

ערך מורחב – הגרעין העל-תצלובתי

השעון הביולוגי המפותח ביותר נמצא אצל יונקים. שעון זה נשלט על ידי הגרעין העל-תצלובתי במוח, שהוא אחד מהגרעינים המרכיבים את ההיפותלמוס.

תאי העצב בגרעין העל-תצלובתי פועלים במחזוריות של כ-24 שעות, ובאמצעות אות כימי שמפעפע ברחבי המוח הם שולטים על התנהגויות המושפעות מהשעון הביולוגי. כמו כן, תהליכים מוחיים וגופניים רבים מווסתים על ידי הקישורים הסינפטיים בין הגרעין העל-תצלובתי לאזורים אחרים במוח. בין השאר, מועבר מידע לבלוטת האצטרובל, אשר מייצרת את ההורמון מלטונין בתיאום עם השעון הביולוגי.

המידע על כמות האור בסביבה, שמתפקד כצייטגבר שיכול "לאפס" את השעון הביולוגי, מועבר אל הגרעין העל-תצלובתי ישירות מקולטנים רגישים לאור ברשתית, דרך עצב הראייה.

אפיון השעון הביולוגי באדם

שני המדדים העיקריים לקביעת התזמון של השעון הביולוגי ביונקים הם הפרשת מלטונין מבלוטת האצטרובל במוח וטמפרטורת הגוף. כדי למדוד את מחזוריות הטמפרטורה, האדם צריך להישאר ער אך רגוע, במנוחה ובחדר מוחשך, בזמן שטמפרטורת הגוף שלהם נמדדת באופן רציף דרך פי הטבעת. הטמפרטורה הממוצעת של אדם בוגר מגיעה למינימום שלה בערך ב-5 לפנות בוקר, כשעתיים לפני השעה בה הוא רגיל להתעורר, אם כי קיימים שינויים גדולים בין כרונוטיפים רגילים.

רמות המלטונין נמוכות עד כדי קושי באבחונן בזמן שעות האור. הוא מתחיל להצטבר בשעות הדימדומים, בסביבות תשע בערב כבר ניתן למדוד אותו בקלות בדם או ברוק. את המטבוליט העיקרי של המלטונין ניתן למצוא גם בשתן. לעומת זאת, מחקרים חדשים מצביעים על כך שנקודת הפסקת הפרשת המלטונין עשויה להיות המדד האמין ביותר.

ניתן לאמן את השעון הביולוגי של בני אדם לתקופות מעט ארוכות או מעט קצרות מ-24 השעות שביממת כדור הארץ. חוקרים מאוניברסיטת הרווארד הראו כי ניתן לאמן את השעון הביולוגי של נבדקים לפי יממה של 23.5 שעות וכן לפי יממה של 24.65 שעות, שהיא משך היממה בכוכב הלכת מאדים.[16]

גלה עוד נושאים הקשורים להשעון הביולוגי ביונקים

הגרעין העל-תצלובתי

הגרעין העל-תצלובתי

הגרעין העל-תצלובתי או ‏ SCN‏ הוא אזור קטן מאוד במוח של יונקים אשר שולט על השעון הביולוגי של הגוף. הגרעין העל-תצלובתי הוא אחד מהגרעינים המרכיבים את ההיפותלמוס, והוא ממוקם בדיוק מעל תצלובת הראייה.

יונקים

יונקים

יונקים היא מחלקה במערכת המיתרניים, המונה כ-5,400 מינים של בעלי חיים. המאפיין המובהק ביותר של היונקים הוא קיומן של בלוטות חלב, שבאמצעותן מזינה האם את צאצאיה.

מוח

מוח

המוח הוא האיבר הראשי במערכת העצבים, המצוי בגופם של בעלי חיים רב תאיים. תפקידו של המוח הוא לקבל מידע ממערכות החוש, לעבד אותו, ולהשתמש בו על מנת לנהל את הפעילות של מערכות הגוף השונות ואת התנהגותו של בעל החיים.

גרעין (נוירואנטומיה)

גרעין (נוירואנטומיה)

בנוירואנטומיה, גרעין הוא צביר תאי עצב במערכת העצבים המרכזית. גרעינים מכילים ריכוז של גופי תאים, ולכן מזוהים בחתך אנטומי כחומר אפור.

היפותלמוס

היפותלמוס

ההִיפּוֹתָלָמוּס הוא אזור במוח חולייתנים שנמצא בקדמת מוח הביניים, מתחת לתלמוס ומעל לבלוטת יותרת המוח שאליה הוא מקושר באמצעות מערכת כלי דם ועצבים.

כימיה

כימיה

כִימְיָה היא ענף במדעי הטבע העוסק בהרכב החומר, מבנהו, תכונותיו והשינויים החלים בו במהלך אינטראקציה עם חומר אחר. ניתן לכנות את הכימיה כ"מדע מרכזי", כיוון שהיא מספקת את העקרונות הבסיסיים העומדים מאחורי תחומי ידע אחרים במדעי הטבע, כגון: אסטרונומיה, הנדסת חומרים, ביולוגיה וגאולוגיה. מבחינה היסטורית, הכימיה המודרנית התפתחה מהאלכימיה בעקבות המהפכה הכימית אשר התרחשה ב-1773.

התנהגות

התנהגות

התנהגות היא מושג שמתייחס לפעולות או תגובות של אורגניזם, כלומר - יצור חי. ההתנהגות של אורגניזמים היא בררנית, כך שבכל עת ובכל שעה האורגניזם מגיב רק על גירויים מסוימים, מתוך גירויים רבים המופיעים אותה שעה והוא מוציא לפועל רק אחדות מן התגובות האפשריות הרבות אשר עומדות לרשותו. בנוסף על כך בני אדם וחיות אחרות, יכולים להפעיל מערך התנהגויות גמיש גם מעבר לתגובות המשויכות לגירויים ספציפיים. היכולת לווסת את התגובות והפעולות באופן גמיש, לצורך הפקת התנהגויות מושכלות ומכוונות מטרה, מכונה שליטה קוגניטיבית או תפקודים ניהוליים.

בלוטת האצטרובל

בלוטת האצטרובל

בלוטת האצטרובל היא בלוטה אנדוקרינית קטנה.

הורמון

הורמון

הורמון הוא תרכובת כימית המשמשת לתקשורת בין תא אחד לתאים אחרים. ההורמונים הם חומרים שבכוחם להעלות או להנמיך את רמת הפעילות של כלל הגוף, או של איברים מסוימים בו. כל היצורים הרב-תאיים מפרישים הורמונים.

מטבוליט

מטבוליט

מטבוליט הוא שם כולל לכל תרכובת המיוצרת בתהליך של חילוף חומרים (מטבוליזם) ביצורים חיים.

כדור הארץ

כדור הארץ

כדור הארץ הוא כוכב הלכת השלישי במערכת השמש, החמישי בגודלו במערכת, והגדול מבין ארבעת כוכבי הלכת הארציים. על פי הערכות מדעיות, הוא נוצר לפני כ-4.54 מיליארד שנים וכ-20–30 מיליון שנים לאחר מכן רכש את הלוויין הטבעי היחיד סביבו, הירח. כמיליארד שנים לאחר היווצרותו הופיעו בו התאים החיים הראשונים. כדור הארץ הוא גרם השמיים היחיד שידוע על קיום חיים בו.

אוניברסיטת הרווארד

אוניברסיטת הרווארד

אוניברסיטת הרווארד היא אוניברסיטה אמריקאית פרטית בעיר קיימברידג' שבמסצ'וסטס, האוניברסיטה האמריקאית הוותיקה והעשירה ביותר, ומהידועות שבהן; חברה בליגת הקיסוס ומדורגת מאז 2003 כאוניברסיטה הטובה בעולם, חברה באיגוד האוניברסיטאות האמריקניות, חברה באיגוד אוניברסיטאות המחקר, חברה בפורום מנהיגי האוניברסיטאות העולמי ושותפה מייסדת בקונסורציום הבינלאומי של מיזם טלסקופ מגלן הענק.

שעונים המפעילים מערכות הורמונליות

שעונים ביולוגיים רבים מספקים מידע למערכת ההורמונלית של הגוף החי וזה המווסת את פעילותו ההורמונלית של הגוף ואחראי על פעילותו הביוכימית של הגוף כולו.

הפרעות בשעון הביולוגי ההורמונלי

כל הפרעה קלה בשעון הביולוגי עלולה לגרום להפרעות שינה מסוגים שונים, כאשר אחת הידועות היא היַעֶפֶת ("ג'ט לג") הנגרמת כתוצאה משינוי באזור זמן ושיבוש חלוקת היממה בשעון, ובמקרים קיצוניים יותר תיתכן הפרעה בקצב הלב שגורמת להתקפי לב ואף לדום לב. הפרעה בשעון הביולוגי עלולה לגרום גם למחלות נפש כגון דיכאון קליני והפרעה דו-קוטבית (מאניה דיפרסיה).

תסמונת פאזת השינה הדחויה היא הפרעה כרונית בשעון הביולוגי המובילה לאיחור ניכר בשעות ההירדמות וההשכמה.

גלה עוד נושאים הקשורים לשעונים המפעילים מערכות הורמונליות

הורמון

הורמון

הורמון הוא תרכובת כימית המשמשת לתקשורת בין תא אחד לתאים אחרים. ההורמונים הם חומרים שבכוחם להעלות או להנמיך את רמת הפעילות של כלל הגוף, או של איברים מסוימים בו. כל היצורים הרב-תאיים מפרישים הורמונים.

ביוכימיה

ביוכימיה

בִּיּוֹכִימְיָה היא מדע החוקר את התכונות הכימיות המאפיינות מולקולות המיוצרות בתאים חיים וייחודיות להם, ומאפשרות להם לבצע את תפקידם. הביולוגיה המולקולרית היא מדע החוקר את תפקידן של מולקולות אלה.

יעפת

יעפת

יַעֶפֶת היא הפרעה בשעון הביולוגי הנגרמת כתוצאה משינוי באזור זמן ושיבוש חלוקת היממה בשעון. מקור המילה העברית הוא בשילוב של שני שורשים: השורש י.ע.ף שמשמעו עייף, והשורש ע.ו.ף. שכן תופעה זו שכיחה בעיקר בעקבות טיסה אך לא בהכרח.

אזור זמן

אזור זמן

אזור זמן הוא אזור על פני כדור הארץ שבין גבולותיו השעה הרשמית והתאריך הרשמי זהים בכל מקום ובכל עונות השנה. אם מתעלמים מהקריטריון האחרון, כלומר מהנהגת שעון קיץ, יש כיום 38 אזורי זמן ברחבי העולם. אם מתחשבים גם במועדים השונים של הנהגת שעון קיץ, מספר אזורי הזמן גדל במידה ניכרת. כיום יש נטייה לתאם את מועדי הנהגת שעון הקיץ במדינות רבות, כדי לצמצם את מספר אזורי הזמן ולשפר את התיאום בין המדינות.

דיכאון קליני

דיכאון קליני

דיכאון קליני הוא הפרעה נפשית, המאופיינת בדפוס נרחב ומתמשך של מצב רוח ירוד, שאליו מתלווים הערכה עצמית נמוכה ואובדן עניין והנאה מפעילויות מהנות, חרדה, הפרעות שינה ותיאבון, חוסר מרץ, מחשבות פסימיות בדרגות שונות – עד כדי מחשבות של חוסר טעם לחיים ואובדניות, ירידה בריכוז ובזיכרון, ופגיעה משמעותית בתפקוד. לפעמים מופיע גם בהרגשה של ריקנות וחוסר רגש. אוסף תסמינים זה קיבל את שמו המקצועי, תואר וסווג כהפרעת מצב רוח במהדורה משנת 1980 של ספר האבחנות של האגודה האמריקנית לפסיכיאטריה (ה-DSM).

הפרעה דו-קוטבית

הפרעה דו-קוטבית

הפרעה דו־קוטבית, הידועה גם בעבר בשם מאניה דֶפרסיה, היא הפרעה נפשית ממשפחת הפרעות מצבי הרוח, המתאפיינת במנעד רגשי רחב הבא לידי ביטוי בגלים (אפיזודות) של שינויים, לעיתים קיצוניים מאוד, במצב הרוח, ללא תלות הכרחית בנסיבות הסביבתיות. ב-ICD 10 מופיעה הפרעה זו בפרק העוסק בהפרעות מצב רוח, יחד עם דיכאון חד-קוטבי והפרעות מצב רוח נוספות. ה-DSM 5 מקדיש להפרעה זו פרק שלם, בנפרד מהפרעות מצב רוח.

תסמונת פאזת השינה הדחויה

תסמונת פאזת השינה הדחויה

תסמונת פאזת השינה הדחויה היא הפרעת שינה כרונית, המתבטאת בשעון ביולוגי עם תזמון מאוחר מהרגיל. אנשים הסובלים מתסמונת זו נוטים להירדם ולהתעורר בשעות מאוחרות מהמקובל בחברה. להפרעה זו ישנו ביטוי גם בשינויים במחזורים יממתיים אחרים של הגוף, כגון שיא הערות, טמפרטורת הגוף ופעילות הורמונלית.

הקשר בין השעון הביולוגי לבין שינה ותפקוד במערכת החינוך

לאורך השנים עסקו מחקרים שונים באופן בו השעון הביולוגי של תלמידים במערכת החינוך קשור לשעות השינה שלהם ולתפקודם בבית הספר, בין השאר בשל השלכות יישומיות שונות כגון קביעת שעות הלימוד והשינה האופטימליות. מחקרים מוכיחים כי קיים קשר ישיר וחיובי בין מספר שעות השינה של תלמיד, לבין יכולתו לקלוט ולעבד מידע המועבר אליו במהלך יום הלימודים. יתר על כן, חסר בשעות שינה הוא בעל השפעה שלילית גם על ההתנהגות החברתית של התלמיד, כלומר על האינטראקציה שלו עם מוריו ועם חבריו ללימודים.

קיימים שינויים התפתחותיים בשעון הביולוגי הפנימי המשנים את דפוסי השינה והערות בקרב בני נוער.[17][18] למשל, ילדים בגיל ההתבגרות חשים צורך לישון בשעה מאוחרת יחסית בלילה, וממשיכים להיות עייפים לאחר השכמתם עד שעה מאוחרת יותר בבוקר. מחקרים הראו שבמהלך גיל ההתבגרות קצב הגוף נמצא במצב של מעין "אתחול" ומסמן לבני הנוער ללכת לישון מאוחר ולקום בשעה מאוחרת בבוקר; זאת מכיוון שהורמון המלטונין מופק בגיל זה מאוחר יותר בשעות הלילה מאשר בקרב ילדים ומבוגרים. שינויים אלו בקצב הגוף לא עולים בקנה אחד עם הדרישות האקדמיות הרבות הניצבות בפני המתבגרים, שאמורים להתחיל את יום הלימודים בבית הספר מוקדם בבוקר. בנוסף, ישנם תחומים נוספים בהם מתבגרים לוקחים חלק פעיל, כגון ספורט, עבודה, פעילויות חברתיות והתנסות בפן הרומנטי; פעילויות אלה מפחיתות את זמן השינה של המתבגרים וגורמות לחסך מצטבר של שינה החיונית להתפתחותם התקינה.

עיכוב השינה של המתבגרים הוא תהליך ביולוגי טבעי אשר מאפיין את אוכלוסיית המתבגרים, ואינו דומה לדחיית שינה לא-רצונית של מתבגרים ומבוגרים הנחשבים "ציפורי הלילה" ומתאפיינים בעיכוב משמעותי אף יותר של שעת ההרדמות. מכיוון שבית הספר פעיל משעות הבוקר המוקדמות, ניצבים קשיים בפני מורים ותלמידים המאופיינים כ"ציפורי לילה", שמובילים לירידה ניכרת בתפקוד הבית-ספרי. לפיכך נראה שחשוב לאפשר לתלמידים ולמורים אלו להתחיל את יום הלימודים מאוחר יותר, כדי לאפשר ניצול יעיל יותר של משאבי בית הספר ללא צורך בהקמת בתי ספר נוספים או הקצאת משאבים נוספים.[19] בנוסף, ההכרה בעייפותם של התלמידים בשעות הבוקר המוקדמות תאפשר למורים להתאים את המשימות הלימודיות, תוך התחשבות והכרה ברמת הריכוז והתפקוד של תלמידים אלו.

במחקר שנערך בקרב תלמידי כיתה ח' בישראל, נמצא כי חסך שינה פוגם בתפקוד המוחי של בני הנוער. בניסוי החלה כיתה אחת את יום הלימודים בשעה 7:30 והאחרת החלה שעה מאוחר יותר. לאחר שבוע נערכו מבחנים קוגניטיביים שתוצאותיהם הראו בבירור כי לשעת התחלה מאוחרת יש השפעה מיטיבה על יכולת הקשב והריכוז.[20]

בני נוער זקוקים לתשע שעות שינה בממוצע ביממה.[21] בפועל, הם ישנים במהלך השבוע מספר שעות שינה נמוך יותר ממה שהם נזקקים לו, ומשלימים זאת במהלך סוף השבוע. נראה כי מדיניות "שעת האפס" המונהגת בבתי הספר התיכוניים ברחבי הארץ גורמת לאיבוד שעת שינה נוספת, החשובה להתפתחותם התקינה של מתבגרים. חסך זה של שינה עלול לפגוע ביכולתם הרגשית וההתנהגותית, למשל פגיעות לדיכאון וחרדה, עצבנות והיפראקטיביות, וכן ביכולתם הקוגניטיבית, למשל ירידה ביצירתיות, זיכרון והיכולת להתמודד עם משימות מורכבות. אלו עלולים לפגוע בתפקודם האקדמי בבית הספר. השפעה נוספת על שעות השינה קיימת למרחק מגורי התלמיד מבית הספר ומידת ניידותו (תלמיד שגר במרחק ניכר מבית הספר צריך לקום מוקדם עוד יותר על מנת להגיע בזמן לשעת האפס).

בשנת 2003 ביטל משרד החינוך את שעת האפס בתיכונים, בעקבות תוצאות מחקרים בארץ ובעולם שהצביעו באופן חד-משמעי כי משך השינה ואיכותה הם מרכיבים קריטיים בהתרעננות ותפקוד קוגניטיבי בבית הספר, וכן כי עייפות וחוסר ערנות עלולות לסכן את התלמידים במעורבות בתאונות דרכים.[22][23] חרף החלטת משרד החינוך, ישנם מספר לא מבוטל של בתי ספר שלא אוכפים את החלטת חוזר מנכ"ל בנושא זה, ומאלצים את התלמידים להגיע בשעה שבע בבוקר.[20][24]

גלה עוד נושאים הקשורים להקשר בין השעון הביולוגי לבין שינה ותפקוד במערכת החינוך

שינה

שינה

שינה היא מצב פיזיולוגי, הפיך ומחזורי, המאופיין בפעילות ותגובה לגירויים בעוצמה הנמוכה מעוצמת התגובה בזמן ערות. השינה לרוב מושפעת מפעילותו של האדם במהלך היום. מצב התודעה בזמן השינה שונה ממצב העירות, והמסתורין שאופף אותה ריתק את האנושות מימי קדם. השינה תופסת קרוב לשליש מחייו של אדם וחיונית לבריאות הגוף והנפש; עם זאת, הידע עליה נמוך יחסית ונושאים רבים נמצאים בלמידה ומחקר וטרם פוענחו. שינה קיימת בבעלי חיים רבים; ערך זה עוסק בתופעה האנושית.

בית ספר

בית ספר

בית ספר הוא מוסד לימודי המספק את האמצעים ללימוד תחום דעת אחד או רבים.

התנהגות

התנהגות

התנהגות היא מושג שמתייחס לפעולות או תגובות של אורגניזם, כלומר - יצור חי. ההתנהגות של אורגניזמים היא בררנית, כך שבכל עת ובכל שעה האורגניזם מגיב רק על גירויים מסוימים, מתוך גירויים רבים המופיעים אותה שעה והוא מוציא לפועל רק אחדות מן התגובות האפשריות הרבות אשר עומדות לרשותו. בנוסף על כך בני אדם וחיות אחרות, יכולים להפעיל מערך התנהגויות גמיש גם מעבר לתגובות המשויכות לגירויים ספציפיים. היכולת לווסת את התגובות והפעולות באופן גמיש, לצורך הפקת התנהגויות מושכלות ומכוונות מטרה, מכונה שליטה קוגניטיבית או תפקודים ניהוליים.

מורה

מורה

מורה הוא אדם העוסק בהוראה. המורה אחראי על הלמידה של תלמידיו כחלק מתהליך החינוך.

מלטונין

מלטונין

מלטונין המכונה גם 'הורמון החושך', הוא הורמון המיוצר בבני אדם, בעלי חיים, צמחים וחיידקים. בבעלי חיים, רמות המלטונין בדם משתנות במחזור יומי ובכך משמשות כסמן פיזיולוגי המשקף לאיברי הגוף את מצב המחזור היממתי שחשוב לתפקוד מערכות ביולוגיות שונות.

ספורט

ספורט

ספורט הוא ענף בידור ופנאי הכולל פעילות גופנית שבה מאמנים או משפרים מיומנויות או כישורים גופניים, ושמטרתה השתתפות בתחרות, בבידור עצמי או בהנאה בדרכים אחרות. בדרך כלל הספורט יכלול פעילות גופנית מאומצת, ענפים כגון כדורגל וכדורסל, אך ישנם ענפי ספורט דוגמת שחמט, גולף וסנוקר אשר המאמץ הפיזי הדרוש לקיומם נמוך יותר. קיימים מאות ענפי ספורט, אשר ישנם כאלו בהשתתפות שחקנים יחידים זה מול זה, כאלו הדורשים השתתפות של שני זוגות המתמודדים זה נגד זה, ועד כאלו המתקיימים בקבוצות או אף עם מאות משתתפים בו זמנית.

כיתה (בית ספר)

כיתה (בית ספר)

כיתה היא מונח מתחום החינוך המתייחס למסגרת או למבנה שבו לומדים תלמידים.

קשב

קשב

קֶשֶב או תְּשׂוּמַת לֵב הוא מונח שמתאר יכולות קוגניטיביות של הפרט להתמקד ולהתרכז במידע שרלוונטי לו בזמן נתון, לצורך עיבוד מנטלי ופיזי הדרוש לו להשגת מטרה ספציפית מועדפת. הקשב נועד למנוע את הצפתה של מערכת עיבוד המידע במוח במידע לא רלוונטי שמגיע מהחושים ומהזיכרון.

שעת אפס (לימודים)

שעת אפס (לימודים)

שעת אפס היא כל שעת לימודים אשר מתחילה לפני השעה הנקובה בחוק או בתקנון. שעת האפס בישראל נקבעת על ידי משרד החינוך והיא אחידה לכל בתי הספר. שעת האפס בשאר מדינות העולם אינה בגדר חוק מדיני, אלא נקבעת ברמה אזורית או בית ספרית, ולכן ישנם בתי ספר עם שעות אפס שונות בעלות הבדלים משמעותיים.

בית ספר תיכון

בית ספר תיכון

בית ספר תיכון הוא השלב העליון במערכת החינוך הבסיסית הניתנת לילדים ולנוער במדינות רבות בעולם. לימודים שלאחר שלב זה נערכים במערכת ההשכלה הגבוהה וההכשרה המקצועית.

חרדה

חרדה

חֲרָדָה היא מצב פסיכולוגי ופיזיולוגי בו האדם חש פחד ואי שקט פיזי ונפשי, בשל מחשבה שמשהו רע עומד לקרות. מחשבות מעוררות חרדה עשויות להיות מחשבות הן על איום וסכנה ממשיים והן דמיוניים, ועשויות להופיע באופן מודע כמו גם שלא במודע. החרדה מתאפיינת בתחושות פיזיות כגון דופק מהיר, נשימה מהירה, הזעה, "גלובוס היסטריקוס", חולשה, רעד ותחושת עילפון/סחרור וכן במתח נפשי, חשש, דאגה ותחושות פחד.

עצבנות

עצבנות

עצבנות היא תחושת אי נחת שחש אדם כאשר הוא נמצא בלחץ או כאשר הוא מרגיש חסר אונים, בשפה היומיומית המשמעות תהיה בדרך כלל כעס גדול.

מקור: "שעון ביולוגי", ויקיפדיה האנציקלופדיה החופשית, (2023, March 18th), https://he.wikipedia.org/wiki/שעון_ביולוגי.

נהנים מ Wikiz?

נהנים מ Wikiz?

הורידו את הפלאגין החינמי שלנו!

קישורים חיצוניים
הערות שוליים
  1. ^ Bretzl H. Botanische Forchungen des Alexanderzuges. Leipzig: Teubner, 1903.
  2. ^ Danchin, Antoine. "Important dates 1900-1919". HKU-Pasteur Research Centre. Paris. אורכב מ-המקור ב-2003-10-20. נבדק ב-2008-01-12.
  3. ^ "Gene Discovered in Mice that Regulates Biological Clock". Chicago Tribune. 29 באפריל 1994. {{cite news}}: (עזרה)
  4. ^ Vitaterna, M.H.; King, D.P.; Chang, A.M.; Kornhauser, J.M.; Lowrey, P.L.; McDonald, J.D.; Dove, W.F.; Pinto, L.H.; Turek, F.W.; Takahashi, J.S. (1994). "Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior". Science. 264 (264): 719–725. doi:10.1126/science.8171325.
  5. ^ Sheeba V, Sharma VK, Chandrashekaran MK, Joshi A (1999) Persistence of eclosion rhythms in populations of Drosophila melanogaster after 600 generations in an aperiodic environment. Naturwissenschaften 86:448-449
  6. ^ Guyomarc’h, J.-C., Combreau, O., Puigcerver, M., Fontoura, P. & Aebischer, N. 1998. Coturnix coturnix Quail. BWP Update (The Journal of Birds of the Western Palearctic) 2: 27–46.
  7. ^ Bora D. Zivkovic, Herbert Underwood, Christopher T. Steele, and Kent Edmonds Formal Properties of the Circadian and Photoperiodic Systems of Japanese Quail: Phase Response Curve and Effects of T-Cycles J. Biol. Rhythms, October 1999; 14: 378–390.
  8. ^ Purves, Dale; Augustine, George J.; Fitzpatrick, David; et al. (eds.). "Molecular Mechanisms of Biological Clocks". NEUROSCIENCE (e-book) (second ed.). Sunderland, MA, U.S.A.: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-742-0. נבדק ב-2008-05-30.
  9. ^ Circadian gene expression in individual fibroblast...[Cell. 2004] - PubMed . Result
  10. ^ Reinsdyr uten døgnrytme
  11. ^ Circadian Rhythms, or Not, in Arctic Reindeer
  12. ^ Small Arctic Mammals Entrain to Something during the Long Summer Day
  13. ^ Merlin, C.; Gegear, R.J.; Reppert, S.T. (25 בספטמבר 2009), "Antennal Circadian Clocks Coordinate Sun Compass Orientation in Migratory Monarch Butterflies", Science, 325 (5948): 1700–1704, doi:10.1126/science.1176221 {{citation}}: (עזרה)
  14. ^ דיווח על המאמר מ-Science, בבלוג 'מדע וחיות אחרות'
  15. ^ Markham MR, McAnelly ML, Stoddard PK, Zakon HH, 2009 Circadian and Social Cues Regulate Ion Channel Trafficking. PLoS Biol 7(9): e1000203. doi:10.1371/journal.pbio.1000203
  16. ^ Scheer, Frank A. J. L.; Wright, Kenneth P.; Kronauer, Richard E.; Czeisler, Charles A. (2007-08-08). Nicolelis, Miguel (ed.). "Plasticity of the Intrinsic Period of the Human Circadian Timing System". PLoS ONE. 2 (8): e721. doi:10.1371/journal.pone.0000721. ISSN 1932-6203.
  17. ^ Wolfson, A. R., & Carskadon, M. A. (1998). Sleep schedules and daytime functioning in adolescents. Child Development, 73 (2), 405-417
  18. ^ Wolfson, A.R. (1996). Sleeping patterns of children and adolescents: Developmental trends, sisruptions and adaptations. Child and adolescents psychiatric clinics of north America, 5, 549-568
  19. ^ עפרי אילני, מחקר חדש: עייפות בשעת אפס נובעת מקושי ביולוגי של בני הנוער, באתר הארץ, 10 במרץ 2009
  20. ^ 1 2 איתי גל, מחקר: שעת אפס בבית הספר פוגמת בהישגי התלמידים, באתר ynet, 30 במאי 2007
  21. ^ ציפי פרלמוטר, עשרת צעדי הבריאות לתלמיד, באתר האגודה לבריאות הציבור
  22. ^ חוזר מנכ"ל תשסד/2(א), באתר משרד החינוך, אוקטובר 2003
  23. ^ Adolescent Sleep Needs and Patterns, National Sleep Foundation
  24. ^ איילת רוטה-גבאי, שעת האפס תבוטל במו"ר ועירוני א', באתר חדשות מודיעין

הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.

The content of this page is based on the Wikipedia article written by contributors..
The text is available under the Creative Commons Attribution-ShareAlike Licence & the media files are available under their respective licenses; additional terms may apply.
By using this site, you agree to the Terms of Use & Privacy Policy.
Wikipedia® is a registered trademark of the Wikimedia Foundation, Inc., a non-profit organization & is not affiliated to WikiZ.com.