文/俞強

生物鐘的發(fā)現(xiàn)

中國的古代科學家對人體和自然的相互關系特別重視，早在公元前300年的戰(zhàn)國時期，《黃帝內經》就詳細描述了人的身體狀況隨季節(jié)變動而變化的周期性現(xiàn)象以及人體的脈象節(jié)奏。植物是地球上早期出現(xiàn)的生命形式，也是食物鏈最底層的物種，它們的養(yǎng)料來源于陽光、空氣和水，它們都需要太陽光能來進行光合作用，因此植物的晝夜節(jié)律運動是最普遍也是最明顯的現(xiàn)象。

古代有很多關于植物節(jié)奏性活動的記載。正式提出和記載植物的生物鐘行為的人是大家熟知的、以創(chuàng)建動植物分類和命名法而享譽世界的瑞典博物學家林奈。林奈在觀察和研究植物時注意到菊花每天花開花閉的時間幾乎一致，同時他注意到不同的花每天開閉的時間不一樣。于是林奈就把不同的花在地上擺了一圈，不同的花在不同的時間花開花閉就構成了一個生物的報時鐘。

近代對生物鐘廣泛和深入的研究是從20世紀中期開始的。德國生物學家歐文·本林、尤金·沃爾特·路德維格·阿紹夫和美國生物學家科林·皮登覺被認為是生物鐘（也稱時間生物學）研究領域的創(chuàng)始人。本林研究的是植物的葉閉合活動的生物鐘行為；阿紹夫研究的是人的體溫、活動等和鳥類的一些生物鐘行為；而皮登覺研究的則是果蠅運動的生物鐘行為。三個人所研究的生物系統(tǒng)雖然不同，但三個人都總結出相同的關于生物鐘的幾個基本特征：

1.生物鐘是內源的、自主的、不依賴于環(huán)境變化的生物節(jié)律。

2.晝夜節(jié)律的生物鐘周期不是精確的24小時，而是接近于24小時。

3.生物鐘具有溫度補償的性能，能在不同的溫度條件下保持穩(wěn)定。

4.光照不是產生節(jié)律的原因，但能夠調節(jié)和重置晝夜節(jié)律生物鐘的相并使其同步。

這個時期的生物鐘研究雖然對生物鐘存在的普遍性以及生物鐘的某些基本特征和規(guī)律有了較為深入和廣泛的了解，也知道怎樣用光來重置生物鐘的啟動和用化合物來停止生物鐘的運行，但此時的研究還基本停留在對現(xiàn)象的描述和對機理的猜想階段，而對生物鐘的元件和運行機理還一無所知。生物學家們還無法從細胞和分子的水平來想象一個生物鐘的構造和生物化學反應的原理和過程。

生物鐘的功能

所有的生物性狀都是自然對生物適應環(huán)境的變化選擇的結果。有利于生存和繁殖的性狀就在生物演化的過程中被自然選擇保留了下來，反之則被淘汰。生物鐘也是一樣。生物鐘是生物在長年的演化過程中被環(huán)境選擇出來的一種預見和預警機制，它預見一個規(guī)律性事件的發(fā)生，通常是食物和危險的出現(xiàn)。生物鐘讓一個生物個體預見到食物的定時出現(xiàn)而提前準備并及時到場；生物鐘也預見不利于生理活動的事件，比如高溫和寒冷的定時出現(xiàn)而提前規(guī)避。能掌握環(huán)境變化規(guī)律并預見環(huán)境變化的物種顯然有生存和繁殖的優(yōu)勢，因此被自然所選擇。生物鐘的元件和機理就這樣在長期的生物演化過程中被自然選擇保留了下來，成為普遍的生物現(xiàn)象。光照的亮度變化選擇和保留了日節(jié)律生物鐘的構造和機制，而光照長度的變化則選擇和保留了年節(jié)律生物鐘的構造和機制。

人體的生物鐘以及和健康的關系

生物鐘是一個生物適應環(huán)境的古老的機制，從原理上講，地球上所有的生物都生活在同一個周期為24小時的日光變化的環(huán)境中，并且每種生物都是從單細胞演化而來，每個生物體的每個細胞都可能有一個生物鐘。從古老的單細胞生物如藍藻，到復雜動物如人，在各種不同生物的不同細胞中，都有生物鐘的存在。不同細胞中生物鐘各自分管著不同的節(jié)律性功能，而復雜動物大腦中的生物鐘，起到了協(xié)同整合和介導光調控的作用。在人等哺乳動物中，下丘腦的視交叉上核就是這樣一個協(xié)調周圍組織“子鐘”的“主鐘”。大腦是人體的司令部，大腦中的生物鐘也是人體的司令鐘。

人的生物鐘就是人體內隨時間作周期變化的生理生化過程、形態(tài)結構以及行為等現(xiàn)象。人體內的生物鐘多種多樣，人體的各種生理指標，如脈搏、體溫、血壓、體力、情緒、智力等，都會隨著晝夜變化做周期性變化。例如體溫早上4時最低，下午6時最高，相差有1℃多?？茖W家經過多年的研究，已經對人體的許多生理生化活動的晝夜節(jié)律現(xiàn)象有了比較清楚的了解。

生物鐘的正常工作對人的健康起著重要作用。生物鐘失調會導致失眠、體乏、抑郁、免疫功能低下甚至產生包括腫瘤在內的各種疾病。根據人的生理生化活動的周期性變化，人可以合理安排一天的活動，從而使工作和休息效率達到最高，也使得人的身心健康狀態(tài)達到最佳。鐘是一個計時器和報時器，它記錄和告知我們事件在時間上的規(guī)律性。生物鐘是大自然中各種自然鐘的一種，是生命物質適應物質世界基本運動規(guī)律的一種生命運動形式，是大自然對生物演化的選擇，它賦予了生命以預見和應對自然環(huán)境變化的能力。了解和順應大自然賦予我們的生物鐘，會使我們的生活更加健康、和諧和愉悅。