Diurnality

en schimpans, en daglig simian

ursprungligen var de flesta djur dagliga, men anpassningar som möjliggjorde vissa djur att bli nattliga är det som hjälpte till att bidra till framgången för många, särskilt däggdjur. Denna evolutionära rörelse till nattlighet gjorde det möjligt för dem att bättre undvika rovdjur och få resurser med mindre konkurrens från andra djur. Detta kom med några anpassningar som däggdjur lever med idag. Vision har varit en av de mest drabbade sinnena från att växla fram och tillbaka från diurnalitet till nattlighet, och detta kan ses med hjälp av biologisk och fysiologisk analys av stavkärnor från primatögon. Detta inkluderar att förlora två av fyra konopsins som hjälper till med färgseende, vilket gör många däggdjur dikromater. När tidiga primater konverterade tillbaka till diurnalitet blev bättre syn som inkluderade trikromatisk färgseende mycket fördelaktig, vilket gjorde diurnalitet och färgseende adaptiva egenskaper hos simiiformes, vilket inkluderar människor. Studier med användning av kromatinfördelningsanalys av stavkärnor från olika simian-ögon fann att övergångar mellan diurnalitet och nattlighet inträffade flera gånger inom primatlinjer, med byte till diurnalitet som de vanligaste övergångarna.

än idag verkar diurnalitet dyka upp igen i många linjer av andra djur, inklusive små gnagare däggdjur som Nilen gräs råtta och gyllene mantel ekorre och reptiler. Mer specifikt har geckos, som har tänkt sig vara naturligt nattliga, visat många övergångar till daglighet, med cirka 430 arter av geckos som nu visar daglig aktivitet. Med så många dagliga arter registrerade, jämförande analysstudier med nyare linjer av gecko-arter har gjorts för att studera utvecklingen av diurnalitet. Med cirka 20 övergångar räknade för gecko-linjerna visar det betydelsen av diurnalitet. Starka miljöpåverkan som klimatförändringar, predation risk och konkurrens om resurser är alla bidragande faktorer. Med geckos exempel tros det att arter som Mediodactylus amictopholis som lever på högre höjder har bytt till diurnalitet för att få mer värme genom dagen och därför spara mer energi, särskilt när kallare säsongstemperaturer träffar.

LightEdit

ljus är en av de mest definierande miljöfaktorerna som bestämmer ett djurs aktivitetsmönster. Fotoperiod eller en ljus mörk cykel bestäms av det geografiska läget, med dagtid associerad med mycket omgivande ljus och nattetid associerad med lite omgivande ljus. Ljus är en av de starkaste influenserna av den suprachiasmatiska kärnan (SCN) som är en del av hypotalamus i hjärnan som styr dygnsrytmen hos de flesta djur. Det här avgör om ett djur är dagligt eller inte. SCN använder visuell information som ljus för att starta en kaskad av hormoner som frigörs och arbetar med många fysiologiska och beteendemässiga funktioner.

ljus kan ge kraftfulla maskeringseffekter på ett djurs dygnsrytm, vilket innebär att det kan ”maskera” eller påverka den interna klockan, ändra ett djurs aktivitetsmönster, antingen tillfälligt eller på lång sikt om det utsätts för tillräckligt med ljus under en lång tidsperiod. Maskering kan kallas antingen positiv maskering eller negativ maskering, med det antingen öka en daglig djuraktivitet eller minska ett nattligt djurs aktivitet. Detta kan avbildas när man utsätter olika typer av gnagare för samma fotoperioder. När en daglig Nilen gräs råtta och nattlig mus utsätts för samma fotoperiod och ljusintensitet, ökad aktivitet inträffade inom gräset råtta (positiv maskering), och minskad aktivitet inom musen (negativ maskering).

även små mängder miljöljusförändring har visat sig ha en effekt på däggdjurens aktivitet. En observationsstudie gjord på aktiviteten hos nattliga ugglaapor i Gran Chaco i Sydamerika visade att ökade mängder månsken på natten ökade sina aktivitetsnivåer genom natten, vilket ledde till en minskning av dagaktiviteten. Vilket innebär att för denna art är omgivande månsken negativt korrelerat med dygnsaktivitet. Detta är också kopplat till Apornas födobeteende, som när det fanns nätter med liten eller ingen månsken, påverkade det apans förmåga att foder effektivt, så de tvingades vara mer aktiva på dagen för att hitta mat.

annat miljöinflytande

Diurnalitet har visat sig vara ett evolutionärt drag hos många djurarter, med diurnalitet som oftast återkommer i många släkter. Andra miljöfaktorer som Omgivningstemperatur, mattillgänglighet och predation risk kan alla påverka om ett djur kommer att utvecklas till att vara dagligen, eller om deras effekter är tillräckligt starka, maskera sedan över sin dygnsrytm och ändra sina aktivitetsmönster till att bli dagliga. Alla tre faktorer involverar ofta varandra, och djur måste kunna hitta en balans mellan dem om de ska överleva och trivas.

Omgivningstemperatur har visat sig påverka och till och med omvandla nattliga djur till diurnalitet eftersom det är ett sätt för dem att spara metabolisk energi. Nattliga djur utmanas ofta energiskt på grund av att de är mest aktiva på natten när omgivningstemperaturerna är lägre än under dagen, och så förlorar de mycket energi i form av kroppsvärme. Enligt den cirkadiska thermos-energetics (CTE) hypotesen kommer djur som spenderar mer energi än de tar in (genom mat och sömn) att vara mer aktiva i ljuscykeln, vilket innebär att de kommer att vara mer aktiva på dagen. Detta har visats i studier som gjorts på små nattmöss i laboratoriemiljö. När de placerades under en kombination av tillräckligt med kyla och hungerstress, konverterade de till diurnalitet genom tidsmässig nischbyte, vilket förväntades. En annan liknande studie som involverade energiskt utmanande små däggdjur visade att diurnalitet är mest fördelaktigt när djuret har en skyddad plats att vila i, vilket minskar värmeförlusten. Båda studierna drog slutsatsen att nattliga däggdjur ändrar sina aktivitetsmönster för att vara mer dagliga när de är energiskt stressade (på grund av värmeförlust och begränsad mattillgänglighet), men endast när predation också är begränsad, vilket innebär att riskerna för predation är mindre än risken för frysning eller svältande till döds.