Wie man eine biologische Uhr stoppen kann: Singularitätspunkt

Abstract

Viele Vorgänge bei Organismen verlaufen rhythmisch. So gibt es zum Beispiel Tagesrhythmen als Anpassung an die 24 stündige Zeitstruktur der Umwelt, Jahresrhythmen als Anpassung an den Jahreslauf, aber auch kürzere Rhythmen, die keine Korrelate in der Umwelt haben wie der Herzschlag oder die Atmung. Solche Rhythmen können durch Störungen zum Erliegen gebracht werden, zum Beispiel durch einen Lichtpuls, der zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt der Schwingung mit einer besonderen Stärke gegeben wird. Modelle zeigen, dass der zugrunde liegende Oszillator von einem Grenzzyklus in einen singulären Punkt gebracht wird. Beispiele für Tagesrhythmen, für einen Jahresrhythmus und für den Herzschlag werden vorgestellt, bei denen der Rhythmus gestoppt wird. Wozu diese Eigenschaft in der Praxis benutzt werden kann, wird am plötzlichen Herz-Kreislauf Kollaps und der photoperiodischen Blühinduktion einer Pflanze gezeigt.