Именно супрахиазменное ядро у млекопитающих и исполняет роль «Спасской башни», синхронизирует все биологические часы в организме — с помощью гормонов, температуры тела, и, возможно, не известных нам еще механизмов.
Важность этой структуры трудно переоценить. Суточный ритм поддерживают даже такие животные, которым, казалось бы, он не нужен. Группа израильских ученых исследовала слепышей — животных, утративших глаза в процессе приспособления к подземному образу жизни. Оказалось, что все генетические компоненты циркадного ритма есть и у них. Все гены, отвечающие за циркадный ритм у млекопитающих, у слепышей «рабочие», производят соответствующие белки. Это означает, что естественный отбор не дает системе «испортиться», а значит, счетчик времени слепышам необходим. Несмотря на полное отсутствие зрения, сетчатка слепышей сохранила способность воспринимать свет как регулятор активности — слепыш, попавший на поверхность, должен максимально быстро зарыться обратно. Имеются у слепышей и сезонные ритмы активности, видимо, их также поддерживает сохранная система суточного ритма. По всей видимости, биологический календарь устроен так же, как и настенный — должно смениться много одинаковых дней, прежде чем наступит новый месяц.
Небольшие изменения в генах, отвечающих за суточный ритм, ведут к большим последствиям. Мыши, мутантные по одному из отвечающих за циркадный ритм генов, страдают нарушениями сна — они спят часто, но помалу, все время просыпаясь. Похожая картина наблюдается и при старении — у крыс электрическая активность супрахиазменного ядра становится с возрастом все менее регулярной, и пожилые крысы, как и пожилые люди, в течение дня часто задремывают, а ночью страдают бессонницей. Отсутствие другого гена у мышей приводит к тому, что их клетки легко подвергаются раковому перерождению. Вместо того чтобы погибнуть, не пройдя «контроль качества» при делении, клетки с нарушениями ДНК у таких мышей продолжают делиться и дают начало раковым опухолям. Возможно, рак и суточные ритмы вообще тесно связаны — в опытах на мышах показано, что эффективность противораковых лекарств повышается, если принимать их в определенные часы.
Гены биологических часов встречаются во многих тканях дрозофилы, и влияют на самые разные процессы. Например, в 2004 году показано, что самцы дрозофилы, у которых поврежден ген per или tim, посвящают копуляции на 30-50% времени больше, чем нормальные. На поведение самок мутации этих генов не влияют. А у дынной моли вообще clock-гены принимают участие в регуляции времени развития. Моли с длинными, 31-часовыми сутками развивались медленнее, а моли с короткими, 22часовыми сутками — быстрее. Если учесть еще, что моли спариваются всего раз в сутки, на закате, естественный отбор на более длинный или короткий цикл развития может привести и к суточному сдвигу размножения, а там уже рукой подать до репродуктивной изоляции и видообразования.
