Większość gryzoni to gatunki nocne, co oznacza, że prowadzą aktywność głównie w ciemności. Należą do nich szczury, myszy domowe, chomiki czy myszoskoczki. Tymczasem koszatniczki (Octodon degus) należą do zaledwie kilku gatunków gryzoni dziennych (diurnal) – aktywnych w dzień, śpiących w nocy. Ta właściwość czyni je obiektem intensywnych badań z zakresu chronobiologii, fizjologii rytmów dobowych i behawioru adaptacyjnego.

Naturalna aktywność dzienna – dane terenowe i laboratoryjne

Koszatniczki w naturze żyją w środkowym Chile, gdzie aktywność drapieżników zmusza je do optymalizacji harmonogramu dobowego. Badania terenowe (Vera et al., 2006; Kenagy et al., 2002) wykazały, że koszatniczki:

  • opuszczają nory krótko po wschodzie słońca,
  • są najbardziej aktywne między 8:00 a 11:00 i 15:00–18:00,
  • unikają aktywności w południe i nocy.


Ich rytmy aktywności są zsynchronizowane z naturalnym cyklem światła, a aktywność nocna występuje tylko w sztucznych warunkach.

W warunkach laboratoryjnych, przy zachowaniu naturalnych cykli światło–ciemność (LD 12:12), wykazują wyraźną aktywność dzienną, nawet przy zmianie temperatury i rodzaju pokarmu. To wskazuje na wewnętrzny mechanizm okołodobowy – niezależny od zewnętrznych bodźców.

Mechanizmy biologiczne rytmu dobowego u koszatniczek

Za rytm dobowy ssaków odpowiada jądro nadskrzyżowaniowe (SCN) w podwzgórzu, które synchronizuje zachowania z cyklem światła i ciemności. Badania histologiczne i molekularne (e.g. SCN neuronal activity, Per1 gene expression) potwierdzają, że u koszatniczek:

  • aktywność SCN koreluje z fazą światła (czyli szczyt neuronowy następuje w ciągu dnia),
  • ekspresja genów zegarowych (Per1, Per2, Cry1) jest zsynchronizowana z rytmem światła podobnie jak u ludzi.


To przeciwieństwo do nocnych gryzoni, których SCN aktywuje się głównie w nocy.

Adaptacyjność rytmu – „przełączalne” chronotypy

Mimo że koszatniczki są z natury dzienne, wykazują plastyczność chronotypu – potrafią „przełączać się” na aktywność nocną, jeśli:

  • dzień jest bardzo gorący (wysoka temperatura = ryzyko hipertermii),
  • mają dostęp do kołowrotka tylko nocą (warunki eksperymentalne),
  • występuje deprywacja światła (stała ciemność = dyssynchronizacja).


To pokazuje, że koszatniczki mają nie tylko wewnętrzny zegar biologiczny, ale też adaptacyjny mechanizm przełączania pory aktywności, co czyni je idealnym modelem do badań nad elastycznością rytmów okołodobowych.

Znaczenie w badaniach chronobiologicznych

Koszatniczki są jednym z nielicznych dostępnych dziennych modeli ssaków. W większości badań laboratoryjnych używa się myszy i szczurów – zwierząt nocnych – co utrudnia przekład wyników na organizmy ludzkie. Koszatniczki:

  • mają aktywność zsynchronizowaną z ludzkim dniem,
  • pozwalają testować wpływ światła, diety i aktywności fizycznej na rytmy dobowe w „ludzkim” czasie,
  • są stosowane w badaniach nad sezonową depresją, zaburzeniami snu, efektami zmiany strefy czasowej i działaniem melatoniny.

Zastosowanie praktyczne – opieka, behawioryzm, dobrostan

Z punktu widzenia opiekuna zwierząt:

  • koszatniczki są aktywne w ciągu dnia – można obserwować je i budować z nimi więź bez zakłócania ich snu,
  • wymagają naturalnego światła dziennego – światło sztuczne nie zapewnia prawidłowej synchronizacji rytmu biologicznego,
  • należy unikać nadmiernego prześwietlenia nocnego pomieszczenia – nawet słabe światło nocne zaburza rytm SCN, co prowadzi do stresu, nadmiernej aktywności i spadku odporności (Bonmati-Carrion et al., 2017).

Bibliografia

Lee, T. M. (2004). Octodon degus: a diurnal, social, and long-lived rodent. ILAR Journal, 45(1), 14–24.
Baño-Otalora, B., & Madrid, J. A. (2021). Behavioral and thermoregulatory responses to changes in ambient temperature and wheel running in Octodon degus. Frontiers in Integrative Neuroscience, 15, 684988. https://doi.org/10.3389/fnint.2021.684988
Kenagy, G. J., et al. (2002). Activity and body temperature rhythms of degus in the wild. Physiology & Behavior, 77(2–3), 343–349.
Bonmati-Carrion, M. A., et al. (2017). Light color importance for circadian entrainment in a diurnal and nocturnal rodent. Scientific Reports, 7, 8846.