Darganfod ail gloc mewnol

Y lleuen fôr frith Eurydice pulchra

Y lleuen fôr frith Eurydice pulchra

26 Medi 2013

Mecanwaith amseru ar wahân yn cynnig persbectif newydd cyffrous ar sut mae organebau’n diffinio amser biolegol

Mae gan y lleuen fôr frith (Eurydice pulchra) ddau gloc mewnol yn y corff, un ar gyfer nos a dydd ac un arall ar gyfer llanw a thrai, yn ôl ymchwil a gyhoeddwyd heddiw, dydd Iau 26 Medi.

Mewn papur yn y cyfnodolyn Current Biology, mae ymchwilwyr o Brifysgolion Aberystwyth, Bangor, Caergrawnt a Chaerlŷr yn cadarnhau bodolaeth cloc mewnol circatidal ar wahân ac annibynnol sy'n dilyn cylch 12.4 awr y llanw.

Mae gan bob organeb, o facteria syml i bobl, y gallu i ddilyn trywydd amser drwy ddefnyddio’r hyn a elwir yn glociau mewnol y corff.

Ar y tir ac yn yr awyr mae clociau mewnol pobl, yr un â chlociau mewnol y rhan fwyaf o organebau sy’n byw ar y tir, yn cydredeg â chylchoedd golau a thywyllwch - y cylch circadaidd.

Dyma'r rheswm pam fod pobl yn dioddef ‘jet-lag’ wrth deithio dros sawl cylchfa amser; nid yw eu clociau mewnol yn cydredeg â threfn dydd/nos eu cyrchfan newydd.

Fodd bynnag, yn y môr , ac yn enwedig ar y lan, mae organebau yn cael eu herio nid yn unig gan gylchoedd golau 24 awr, ond hefyd gan newidiadau rheolaidd eraill yn yr amgylchedd, y mwyaf amlwg o'r rhain yw'r llanw, sy'n digwydd bob 12.4 awr.

Mae'r ymchwilwyr wedi bod yn astudio ymddygiad y lleuen fôr frith, ac wedi bod yn casglu enghreifftiau ohoni o draeth ger Bangor, gogledd Cymru.

Mae’r lleuen fôr frith yn gefnder morol i fochyn y coed, ac mae i’w gweld ar draethau tywodlyd ar hyd arfordir gorllewin Ewrop.

Mae’n mesur hyd at 5mm o hyd ac yn tyllu’n ddwfn i mewn i'r tywod pan fydd y llanw'n mynd allan, cyn yn dychwelyd i'r wyneb i nofio a bwydo pan ddaw'r llanw i mewn.

Yn ystod y dydd mae'n newid ei lliw ac yn ymddangos yn dywyll er mwyn amddiffyn ei hun rhag golau UV. Yn y nos mae'n troi’n wyn ac yn nofio’n llawer mwy egnïol.

Trwy ddefnyddio technegau genetig, ffarmacoleg a bioleg gellol in vitro, a darparu golau parhaus o dan amodau labordy, llwyddodd yr ymchwilwyr i ddiffodd y cloc circadaidd.

Er gwaethaf hyn, a’r ffaith ei bod wedi ei hynysu o’i hamgylchedd naturiol, parhaodd y lleuen fôr frith i nofio bob 12.4 awr am ddyddiau lawer.

Yn ôl yr ymchwilwyr, mae hyn yn dystiolaeth ddiymwad bod y lleuen fôr frith yn meddu ar ddau gloc mewnol sydd yn gweithredu annibynnol, y circadaidd sy'n dilyn y cylch nos a dydd, a'r cloc sy’n dilyn cylch 12.4 awr y llanw.

Mae Dr David Wilcockson, biolegydd dyfrol yn Athrofa Gwyddorau Biolegol, Amgylcheddol a Gwledig Prifysgol Aberystwyth, yn awdur hŷn ar yr ymchwil.

Dywedodd Dr Wilcockson: "Mae pobl wedi eu rhaglennu i ragweld y cylchoedd dyddiol o olau a thywyllwch, ac yn gyffredinol rydym yn cydlynu ein hymddygiad a’n ffisioleg i gyd-fynd gyda threfn cwsg ac effro.

"Rydym yn gwybod bod gennym gelloedd amseru arbennig yn ddwfn yn ein hymennydd sydd yn golygu ein bod yn dilyn amserlen 24 awr yn agos iawn, hyd yn oed pan fyddwn wedi ein tynnu o'n hamgylchedd naturiol, megis yn achos morwyr tanfor. Mae hyn yn hynod bwysig i'n lles ac rydym yn gwybod y gall clociau diffygiol mewn pobl arwain at gyflyrau meddygol difrifol megis cancr ac anhwylderau iechyd meddwl.

"Er ein bod yn gwybod llawer iawn am glociau circadaidd yn ymennydd mamaliaid, ychydig iawn a wyddom am y clociau mewn anifeiliaid môr sy'n gyrru'r prosesau biolegol sy'n gysylltiedig â’r llanw.

"Bu darganfod y mecanweithiau cloc circadaidd mewn gwahanol rywogaethau daearol, o ffyngau i bobl, yn gam pwysig ymlaen ym maes bioleg. Mae adnabod y cloc llanw fel mecanwaith ar wahân yn awr yn cynnig i ni bersbectif newydd cyffrous ar sut mae organebau yn diffinio amser biolegol. Mae'n faes hollol newydd sydd heb ei archwilio.

"O ystyried yr amrywiaeth o rywogaethau morol, gallwn ddisgwyl llawer o bethau annisgwyl yng nghyfansoddiad y clociau maent yn eu defnyddio a sut y maent yn eu defnyddio.

"Mae'n bwysig ein bod yn egluro mecanwaith moleciwlaidd a chellog clociau llanw yma am nifer o resymau.

"Yn gyntaf, esblygodd y lleuen fôr frith lawer o filiynau o flynyddoedd cyn y mamaliaid ac mae’n cynnig model syml o system y gallwn ei defnyddio er mwyn ein cynorthwyo i ddeall clociau anifeiliaid mwy cymhleth.

"Yn ail, gallai dealltwriaeth ddyfnach o rythmau mewn organebau morol ddylanwadu ar les a chynhyrchiant rhywogaethau morol sydd wedi eu ffermio, a’n dealltwriaeth o ymddygiad mathau sydd yn fasnachol bwysig.

Cred Dr Wilcockson a'i gydweithwyr y gallai rhywogaethau sydd ddim yn perthyn ond sy'n rhannu’r un amgylchedd fod hefyd wedi datblygu ateb tebyg i'r un problemau.

"Mae yna amrywiaeth aruthrol yn y cefnforoedd ac mae bioleg mor ddyfeisgar fel y gallai fod wedi datblygu llawer o wahanol atebion er mwyn manteisio ar fecanweithiau amrywiol i ddatrys yr un heriau bywyd.

"Mae ein gwaith wedi dangos bod esblygiad wedi creu mwy o amrywiaeth o fathau o gloc nag yr oeddem erioed wedi meddwl o'r blaen, felly rydym wir ar drothwy gwyddoniaeth gyffrous iawn”, ychwanegodd.

Cyhoeddir y papur Dissociation of Circadian and Circatidal Timekeeping in Marine Crustacean Eurydice pulchra yn y cyfnodolyn Current Biology http://www.cell.com/current-biology/.

Y prif ymchwilydd ar y gwaith yw'r Athro Charalambos Kyriacou o Brifysgol Caerlŷr. Y cydweithwyr eraill oedd yr Athro Simon Webster o Brifysgol Bangor, Dr Michael Hastings ym Mhrifysgol Caergrawnt a Dr Lin Zhang o Brifysgol Caerlŷr.

Ariannwyd yr ymchwil gan y Cyngor Ymchwil Biotechnoleg a Gwyddorau Biolegol (BBSRC). Mae Sefydliad y Gwyddorau Biolegol, Amgylcheddol a Gwledig Prifysgol Aberystwyth yn derbyn cyllid strategol gan y BBSRC yn ogystal.

AU34013