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了解你的生物钟

2017年，诺贝尔生理学或医学奖授予了美国遗传学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什、迈克尔·杨，因为他们发现了昼夜节律的分子机制。所谓昼夜节律，也就是人们平常所说的生物钟。

事实上，生物钟是一门古老的学问。1792年的一个傍晚，法国天文学家德梅朗发现含羞草已经“睡觉”了——它的叶子合上了，而白天时它的叶子是张开的。他感到好奇，如果含羞草持续处于黑暗环境中会产生什么变化？后来他发现，尽管没有日光照射，含羞草的叶子每天仍然保持其正常的规律性变化。显然，植物“知道”太阳的位置，知道什么时候是白天，什么时候是黑夜。德梅朗是发现昼夜节律的第第一人。

后来，其他科学家发现不只植物，动物也通过生物钟帮助自身适应环境的日常变化。一天24小时并不是地球上唯一的时间结构，除它之外还有潮汐时间、月亮周期和以年为单位的周期。生活在海里的动物受潮汐影响较大。以年为周期出现的现象有候鸟迁徙、鲑鱼洄游、爬行动物冬眠等。还有一些生物的生活周期令人费解，比如珊瑚虫会在繁殖季节满月的午夜一起产卵。后来，科学家发现珊瑚虫体内有一种光传感器，能感知满月时的光线。从新月到满月，在月光逐渐增强的过程中，它们体内的传感器基因随之渐渐活跃，充当了满

月之夜产卵的触发器。

20世纪70年代，科学家找到了哺乳动物生物钟的位置所在。动物眼睛后面的下丘脑有两个很小的区域，现在被称为视交叉上核。视交叉上核只有1/4颗米粒大小，由大约2万个神经细胞组成。这两个区域的神经元连接视网膜，负责对光明和黑暗的周期性反应，被称为中央生物钟。

除中央生物钟外，人体还有很多外周生物钟。2014年，宾夕法尼亚大学的科学家约翰·霍格尼斯发现，哺乳动物近一半的基因活性随时间变化而变化。他绘制了小鼠12个不同器官中成千上万个基因的24小时表达模式，包括心脏、肺、肝脏、胰腺、皮肤和脂肪细胞，制作出哺乳动物基因荡振“图谱”。

令人惊讶的是，控制基因活性随时间变化的信号并不一定来自大脑。如果把肝脏细胞养在培养皿中，它也会很快进入24小时节律。“人体只有一个生物钟”的概念已经成为过去时。目前的研究认为，人体中数以千计甚至百万计的生物钟，组成了一个复杂的网络，它们独立运行，但又相互通话、相互协调。