Chronobiologie

Définition

La chronobiologie, sorte de biologie temporelle, est l'étude des rythmes biologiques. Elle fait référence au processus par lequel les organismes chronomètrent leur comportement et leur physiologie afin que tout se comporte de manière rythmique. Elle étudie en particulier le cycle circadien ou le cycle nycthéméral des espèces végétales et animales.

Exemple de rythme étudié en chronobiologie :

La chronobiologie est une science valide à la fois en botanique et en zoologie.

Explications

La chronobiologie est un domaine de la biologie qui étudie les phénomènes périodiques (cycliques) dans les organismes et leur adaptation à la vie des rythmes solaires et lunaires, diurnes et nocturnes. Ces cycles sont connus comme les rythmes biologiques.

Les termes connexes chronomédecine et chronomie ont été utilisés dans certains cas pour décrire soit les mécanismes moléculaires impliqués dans les phénomènes chronobiologiques ou les aspects plus quantitatifs de la chronobiologie, en particulier lorsque la comparaison des cycles entre les organismes est nécessaire.

Les études chronobiologiques comprennent, mais ne sont pas limités à, l'anatomie comparative, la physiologie, la génétique, la biologie moléculaire et le comportement des organismes au sein des rythmes biologiques de la mécanique physiologique (les processus).

D'autres aspects comprennent le développement, la reproduction, l'écologie et l'évolution, l'étude du cycle nycthéméral, la scotobiologie, l'acanthochronologie...

Les variations du moment et de la durée de l'activité biologique chez les organismes vivants interviennent pour de nombreux processus biologiques essentiels.

Ceux-ci interviennent chez les animaux (alimentation, dormir, accouplement, hibernation, migration, la régénération cellulaire, etc.), chez les plantes (mouvements des feuilles, réactions photosynthétiques, évapotranspiration, etc.), et dans les organismes microbiens tels que les champignons et les protozoaires. Ils ont même été trouvés dans des bactéries, en particulier chez les cyanobactéries (les algues bleu-vert).

Principale règle

Le rythme le plus important en chronobiologie est le rythme circadien, un cycle d'environ 24 heures, la nycthémère, montré par des processus physiologiques chez tous ces organismes. Cette science est donc régie par les horloges circadiennes et le photopériodisme.

La chronobiologie est un domaine d'investigation interdisciplinaire. Voir aussi l'acanthochronologie.

Chez l'Homme, elle interagit avec les domaines de la recherche médicale et d'autres tels que la médecine du sommeil, l'endocrinologie, la gériatrie, la médecine du sport, la médecine spatiale et le photopériodisme.

En dépit de la similitude du nom aux rythmes biologiques légitimes, la théorie et la pratique de biorythmes est un exemple classique de pseudoscience qui tente de décrire un ensemble de variations cycliques du comportement humain basé sur la date de naissance d'une personne. Le biorythme ne fait pas partie de la chronobiologie.

Histoire

Les scientifiques ont commencé à étudier légitimement la chronobiologie vers les années 1960, bien qu'elle ait été reconnue pour la première fois dans les années 1700 en examinant le mouvement des feuilles des plantes.

Cette observation du 18^ème siècle a conduit Carl Linnée, botaniste et naturaliste, à créer une horloge à fleurs en utilisant certaines espèces de plantes à fleurs. Il organisait les plantes selon un motif circulaire pour créer une horloge précise qui pourrait indiquer une heure spécifique de la journée en fonction de l'ouverture des feuilles.

Dans les années 1960, l'étude de la chronobiologie avait changé. Cette fois, les études étaient composées de biologie, psychologie, neurologie, endocrinologie et génétique. C'est alors que le terme "circadien", défini comme une période de 24 heures, a été créé. D'autres aspects qui entrent dans l'étude de la chronobiologie comprennent la reproduction, le développement, l'évolution et l'écologie, pour n'en nommer que quelques-uns.

Acanthochronologie

L'acanthochronologie est une science dérivée de la chronobiologie botanique destinée à mesurer le climat passé via les ratios des isotopes carbone et oxygène d'une plante, comme par exemple en étudiant les aréoles de croissance du saguaro. Certains cactus colonnaires présentent également des modèles saisonniers similaires dans les isotopes du carbone et de l'oxygène dans leurs épines.

L'acanthochronologie est l'étude des épines de cactus ou d'euphorbe (comme un anneau d'arbre) pour connaître les traces du temps. Les caractéristiques physiques, morphologiques ou chimiques et les informations sur l'ordre relatif ou l'âge absolu des épines sont utilisées pour étudier le climat passé ou la physiologie des plantes.

À l'époque moderne, l'étude de l'acanthochronologie a utilisé la composition isotopique de l'oxygène des épines du cactus saguaro pour déterminer les changements historiques des précipitations locales et reconstruire le climat et l'écophysiologie végétale au cours de la vie de la plante.

Ce sous-domaine, avec la paléoclimatologie et la physiologie environnementale (écophysiologie) sont des disciplines relativement nouvelles. L'acanthochronologie est étroitement liée à la dendrochronologie, à la dendroclimatologie et à la géochimie isotopique et emprunte de nombreuses méthodes et techniques à ces sous-disciplines des sciences de la Terre.

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