生物钟：生命的时间节律
2016/6/24 肖相如频道
大部分人会按时吃饭、按时睡觉、按时屙屎……领导会强调按时上班，老师会强调按时上课……为什么有这么多的按时呢？
有种鸟叫雀雕鹭，生活在离海边五十公里的地方，它们每天飞到海边的时间，总比前一天推迟五十分钟。这样，每天退潮之后，它们总是海滩上的第一批食客。要知道，潮汐时间每天恰好向后推迟五十分钟。
砂蚤是栖居于海滨的一种生物。每当涨潮高峰时，它们从砂滩里钻出来，在波涛翻滚的大海中游泳觅食，落潮时就钻入砂滩，静候着下次高潮的到来。如果将它们养在海水罐中，并维持在恒定的条件下，人们这时竟也可以发现在涨潮高潮时间，它们在水中游泳，而其余时间则安静地在罐底休息。
豆、豌豆、三叶草的叶子夜间垂下，白天竖起。如果把它们完全置于黑暗之中，它们的叶子依然周期性地垂下和竖起。虽然事实上白天与黑夜的影响已被排除，但是，它们还是继续在受着昼夜交替的影响。
《科技日报》(2007年11月20日)报道，夜晚强光可导致生物钟紊乱，容易引发失眠。昼夜颠倒的生活会使生物钟节奏紊乱，最终会引发失眠等严重症状。人类、细菌、老鼠等各种生物体内都存在生物钟，它负责控制睡眠、清醒等生物机能。
1970年，科学家发现了深夜强烈光线照射会使生物钟暂时停止的奇怪现象，并被称为“特异现象”。
1975年，科学家提出“每个生物钟细胞停止”和“细胞间不协同”两个假说来解释这一现象。30年后，这两个假说仍未得到证实和定论。
日本理化学研究所再生科学综合研究中心与近畿大学、名古屋大学一道，对生物钟细胞人工导入一种叫做melanopsin的光收容蛋白质(黑视蛋白)，成功制造出显示对光刺激有应答性的生物钟细胞。在测定每个细胞对光应答的反应时，“特异现象”使各生物钟细胞节奏变得支离破碎，生物钟全体节奏显示出平坦变化，这证明“细胞间不协同”学说成立，也就是每个生物钟细胞节奏不同时，生物钟全体暂时停止工作。
这一研究成果不但解决了30年来的难题，同时对时差及与生物钟有关联的忧郁症和睡眠障碍等疾病的治疗，都具有重要意义。
早在19世纪末，科学家就注意到了生物体具有“生命节律”的现象。上世纪初，德国内科医生威尔赫姆·弗里斯和一位奥地利心理学家赫尔曼·斯瓦波达，他们通过长期的临床观察，揭开了其中的奥秘。原来，在病人的病症、情感以及行为的起伏中，存在着一个以23天为周期的体力盛衰和以28天为周期的情绪波动。大约过了20年，奥地利因斯布鲁大学的阿尔弗雷特·泰尔其尔教授，在研究了数百名高中和大学学生的考试成绩后，发现人的智力是以33天为波动周期的。于是，科学家们将体力、情绪与智力盛衰起伏的周期性节奏，绘制出了三条波浪形的人体生物节律曲线图，被形象地喻为一曲优美的生命重奏。到了20世纪中叶，生物学家又根据生物体存在周期性循环节律活动的事实，创造了“生物钟”一词。
有人认为，生物钟的确切位置在下丘脑前端，视交叉上核内，该核通过视网膜感受外界的光与暗，使之和体内的时钟保持同一节奏。也有人认为，生物钟现象与体内的褪黑素有密切的关系，由于褪黑素是由松果腺所分泌，因此生物钟也应该位于松果体上，但褪黑素的分泌也与光线相关。
后来产生了外界信息所导致的外源说、生物体内在因素决定的内源说和生物体与环境相互作用的综合说等。
外源说认为，某些复杂的宇宙信息是控制生命节律现象的动因。美国学者弗兰克布朗博士认为，人类对广泛的外界信息，如电场变化、地磁变化、重力场变化、宇宙射线，其他行星运动周期、光的变化、月球引力等极为敏感，这些变化的周期性，引起了人的生命节律的周期性。
内源说认为，生命节律是由人体自身内在的因素决定的。对夜间活动的仓鼠的试验表明，在外界条件变化的情况下，如在与地球自转方向相反的条件下，仍然有相似的节律。人在恒温和与外界隔绝的地下，也表现出近似于24小时的节律，因此，人的生命节律是由人自身的因素造成的。显然，短期的实验不足以说明问题，因为人类在长期的自然环境下生活，由于条件反射的关系，形成了较为固定的生命节律，短期的实验环境并不足以改变其已经形成的节律，如果实验周期足够长的话，可能随着环境的改变形成新的生命节律。
综合说是人体与环境相互作用的理论。这一理论显然有其合理性。
人类的生物钟同时钟并不同步。日本科学家近日发表研究论文说，他们发现人类生物钟的周期是24小时18分。而其它动物和植物的这种生物钟与时钟差距更明显，一些动物的生物钟周期是23小时至26小时，而植物是从22到28小时。
研究者认为这种现象可以用达尔文的进化论来解释。以鸟儿为例，如果它严格按照时钟作息的话，那么当它每天早上醒来觅食时会发现，树上的虫子已经被先飞入林的鸟儿吃得差不多了。
所以严格守时的生物会面临最大的竞争压力，最终趋于灭亡。
但是为什么生物钟与时钟的不同步不会累计起来最终打乱我们的生活规律，让我们醒来得一天比一天晚？研究者说，光线会通过影响体内激素水平和体温等不断重新设定生物钟。
研究者用计算机做了一个模拟生物钟进化的实验。实验证明，那些对竞争最有利的生物钟周期的确是接近24小时，但又不是特别接近。
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