Az állatok többségénél a napfény segít beállítani ezt a belső ritmust, ám a sarkvidékeken, ahol hónapokig állandó világosság vagy teljes sötétség van, ez a módszer nem működhet.
Az emlősök, így az ember biológiai órájának beállításáért is az agy tobozmirigy nevű része felel. A tobozmirigy kapcsolatban áll a szemmel, és a napi fénymennyiség függvényében szabályozza a benne termelődő melatonin nevű hormon előállítását. A melatonin a napi ritmus kialakításában vesz részt, és kizárólag sötétben vagy halvány megvilágítás mellett választódik ki: utóbbi tulajdonsága miatt alváshormonnak is nevezik. A melatonintermelés időtartama az éjszakák hosszával együtt változik, így télen több hormon termelődik, mint tavasszal és nyáron, amikor az éjszakák a nyári napfordulóig egyre rövidülnek.
A legtöbb emlősben egy belső óra is működik, amely a melatonin napi változását befolyásolja még akkor is, amikor a napfényen alapuló szabályzás valamilyen okból zavart szenved. A kutatók most megállapították, hogy a rénszarvasokból ez az óra hiányzik, és esetükben egyáltalán nem figyelhető meg semmilyen természetes belső ritmus a melatonintermelésben. A hormonszint ehelyett csak a megvilágítottságtól függ. Ha lemegy a nap, akkor a melatoninszint azonnal megugrik, majd napfelkeltekor rögtön leáll a termelődése.
Karl-Arne Stokkan norvég biológus (Tromso-i Egyetem, a világ legészakibb egyeteme) és munkatársai félig háziasított rénszarvasoknál vizsgálták meg, hogy náluk miként működik a napi ritmus. Tromso-ban ugyanis nyáron 2 hónapig állandóan süt a nap, míg télen 2 hónapig sötét van, és a napszakok egyedül a napéjegyenlőségek idején változnak a Föld többi pontján megszokott rendben.
A kutatók kötőszöveti sejteket vettek az állatokból, és egy több génből álló DNS-szekvenciát illesztettek be a sejtek örökítőanyagába, amely aktiválja a belső óra génjeit. A beültetett szakasz egy olyan gént is tartalmazott, amely minden esetben fényjelet adott le, amikor az óra-gének bekapcsoltak. Más állatok esetében ezt követően nagyjából 24 óránként egyszer, az óra-gének működésével párhuzamosan villannak fel ezek a közvetítő-gének. A rénszarvasoknál e helyett folyamatosan, szabálytalan időközönként, gyenge erőséggel jeleztek, ami arra utal, hogy ezeknek az állatoknak valahogy sikerült kikapcsolniuk az óra-géneket. Molnár Orsolya
Hogyan jut el a fény a tobozmirigyhez?
A napfény érzékelése emlősöknél a szemen keresztül történik, de hüllők esetében például ismert a fejtetői szem, amely egy fényérzékelő szervből és a tobozmirigyből áll. Az emlősöknél a tobozmirigy beljebb süllyedt az agyba, és elvesztette eredeti fényérzékelő funkcióját, ugyanakkor továbbra is kapcsolatban áll a szemmel.