袁越
飛馬哲水蚤(Calanus finmarchicus)是一種非常辛苦的橈足類海洋浮游生物,它們主要靠單細(xì)胞藻類為食,后者只能生活在海洋的表層,因為再往下光線就太暗了,沒法進(jìn)行光合作用。因此,飛馬哲水蚤必須浮到海面覓食。海洋魚類自然也知道這個秘密,所以這些捕食者們也會聚集到海洋表面,靠捕殺飛馬哲水蚤為生。
如何才能既吃到海藻,又逃過獵殺呢?一部分飛馬哲水蚤“想出”了一個解決辦法。它們白天躲在幾百米深的海底,那里漆黑一片,魚類抓不住它們。到了晚上它們才會浮上水面,在夜幕的掩護(hù)下放心大膽地進(jìn)食。
人類直到100多年前才發(fā)現(xiàn)了這個很可能是地球上規(guī)模最大的動物遷徙事件,只不過這種遷徙是垂直方向的,而且是以小時記的,每24小時為一個周期。
科學(xué)家們曾經(jīng)認(rèn)為飛馬哲水蚤是依靠太陽光來定時的,這在低緯度地區(qū)沒有問題。但是,隨著全球氣候變化愈演愈烈,飛馬哲水蚤開始往地球的兩極遷徙。高緯度地區(qū)的光照條件會隨著季節(jié)的變化而出現(xiàn)大幅度波動,甚至?xí)霈F(xiàn)極晝和極夜現(xiàn)象,飛馬哲水蚤能否適應(yīng)這種變化呢?
來自德國和蘇格蘭的一群科學(xué)家決定研究一下這個問題。他們在實驗室里飼養(yǎng)了一群飛馬哲水蚤,讓它們在完全黑暗的條件下生活很多天。實驗結(jié)果讓人驚訝,這些飛馬哲水蚤完全不必依靠陽光信號的刺激就能精確地調(diào)整自己的生物鐘,每天晚上都會在同一時刻浮上去吃飯,清晨也會在同一時間沉下去睡覺。
科學(xué)家們將研究結(jié)果寫成論文,發(fā)表在2017年7月24日出版的《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)雜志上。這項研究表明,生物鐘完全可以依靠DNA來控制,不受任何環(huán)境因素的影響,人類要是學(xué)會了這個本事,那就不用擔(dān)心睡不著覺了。
不過,飛馬哲水蚤畢竟是一種非常簡單的浮游生物,只需要知道什么時候吃,什么時候睡就行了。人類的生活方式要比它們復(fù)雜得多,人類的生物鐘相應(yīng)地也會比它們更復(fù)雜。比如有的人天生就喜歡晚睡晚起,生物鐘總比別人慢半拍,這個差別到底是如何形成的呢?
加拿大多倫多大學(xué)的大衛(wèi)·桑姆森(David Samson)博士猜測,這和人類祖先的生活方式有很大關(guān)系。我們的老祖宗是一群打獵采集者,居無定所,時刻需要有人負(fù)責(zé)放哨,所以大家的生物鐘必須要錯開一點(diǎn),才能保證集體的安全。
為了證明這個假說,桑姆森博士專門去了趟坦桑尼亞,跟蹤研究了一個至今仍然過著打獵采集生活的哈德扎(Hadza)部落。這個部落有20多人,各個年齡段的人都有。桑姆森和助手們連續(xù)跟蹤觀察了他們20多天,發(fā)現(xiàn)其中只有18分鐘是全部落所有人都睡著了的。平均算下來,在這20多天里的任何時段都有8名成年人處于清醒狀態(tài),這就保證了整個部落不會被猛獸襲擊。
這項發(fā)現(xiàn)還解決了另一個世紀(jì)難題,那就是為什么人類會活那么長。世界上絕大部分動物一過生育期就會迅速死亡,不再占用寶貴的自然資源,人類是很少見的一種過了更年期還會活很久的哺乳動物,這是為什么呢?
此前有個“祖母假說”,認(rèn)為老年人可以幫助兒女哺育下一代,這就是他們之所以還活著的主要原因。桑姆森博士認(rèn)為,睡眠的錯峰也可能是原因之一。年輕人大都是夜貓子,到了后半夜往往會睡得很沉。老年人則正相反,夜里睡不安穩(wěn),早上也起得很早,但這種睡眠習(xí)慣正好和年輕人錯開了,這就保證了人類部落始終都有幾個醒著的人。
桑姆森博士把這個“睡不好的老年人”假說寫成論文,發(fā)表在2017年6月27日出版的《英國皇家學(xué)會會報B卷》(Proceedings of the Royal Society of London B)上。這項研究的獨(dú)特之處在于,這是實地考察的結(jié)果,而其他大多數(shù)關(guān)于人類睡眠習(xí)慣的研究都是在實驗室里進(jìn)行的,缺乏說服力。