黃嵐

曇花總是悄悄在夜間開(kāi)放、公雞到清晨一定打鳴、貓頭鷹的體溫恰好在夜里十二點(diǎn)最高……“生物鐘”并非人類的專利，在地球這個(gè)藍(lán)色星球上，大多數(shù)生物的活動(dòng)會(huì)為了適應(yīng)環(huán)境中自然因素的變化，而發(fā)生有節(jié)律性的變動(dòng)。

那么，與有機(jī)體“生物鐘”同步的究竟是何方神圣呢？人類的哪些行為會(huì)影響動(dòng)植物的生存？

植物界的“生物鐘魔法”選擇最“適合”的時(shí)間綻放

關(guān)于生物鐘的話題，在科研界一直都是“熱門(mén)”，這個(gè)命題2017年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。為了揭開(kāi)生物節(jié)律的奧秘，科學(xué)家們從未停止努力。2018年年初，曾有機(jī)構(gòu)宣布將推出首款用于展示2017年諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)研究成果的《晝夜節(jié)律》虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）體驗(yàn)，旨在通過(guò)獨(dú)特的VR體驗(yàn)，向世人展示對(duì)人類歷史意義重大的時(shí)刻和經(jīng)驗(yàn)。

無(wú)論是時(shí)差現(xiàn)象，抑或是熬夜影響，在人類身上上演的“生物鐘魔法”，我們都很熟悉?？墒悄阒绬?？南非有一種大葉樹(shù)，它的葉子每隔兩小時(shí)就翻動(dòng)一次，因此當(dāng)?shù)鼐用穹Q其為“活樹(shù)鐘”；在南美洲的阿根廷，有一種野花能報(bào)時(shí)，每到初夏晚上8點(diǎn)左右便紛紛開(kāi)放，被稱為“花鐘”。

沒(méi)錯(cuò)，在地球上所有的有機(jī)體，都擁有一種叫“生物鐘”的生理機(jī)制，就連微小的細(xì)菌也知道時(shí)間。從細(xì)菌到哺乳動(dòng)物的大多數(shù)生物都存在分子時(shí)鐘，這種從白天到夜晚的“24小時(shí)循環(huán)節(jié)律”，與地球自轉(zhuǎn)一次的節(jié)奏互相吻合。

這就是為什么睡蓮朝開(kāi)暮合，曇花在夜晚開(kāi)放，牽?；▍s在早晨打開(kāi)“喇叭”，而紫茉莉要到傍晚才開(kāi)放。然而直至今天，在植物中仍沒(méi)找到生物鐘的中央控制部分或是起搏點(diǎn)。研究者們只能推測(cè)，光合作用以及與之聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)，是由遍布植物體的多個(gè)時(shí)鐘共同控制的?；ㄩ_(kāi)花落，都是在適應(yīng)環(huán)境的變化，無(wú)論是溫度、濕度、光照還是氣壓，每一種植物都會(huì)選擇在最“適合”的時(shí)間，盡情綻放自己。

動(dòng)物界的“活鬧鐘”為外界變化做好準(zhǔn)備

含羞草的葉片會(huì)在白天張開(kāi)、到晚上閉合，這是植物內(nèi)源性晝夜節(jié)律性振蕩的最早記錄。在地球上的大多數(shù)生物都具有預(yù)測(cè)環(huán)境中即將發(fā)生的事件的能力，這種能力來(lái)自于生物鐘。對(duì)于植物而言，生物鐘或許只是花開(kāi)花落的不同瞬間；對(duì)于動(dòng)物而言，生物鐘能幫助它們?yōu)橥饨绲淖兓龊脺?zhǔn)備，而不是措手不及，被天敵捕獲。

不只植物有生物鐘，動(dòng)物的生命活動(dòng)也擁有這種節(jié)律性，它對(duì)于動(dòng)物獲得食物和適宜的生活環(huán)境、避開(kāi)不良的生活條件，有著非常重要的作用。

曾經(jīng)有位科學(xué)家在對(duì)老鼠的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在老鼠的皮膚粘接組織的成纖維細(xì)胞里，有大量的生物鐘基因存在，因此確定在哺乳動(dòng)物的皮膚組織里存在生物鐘，而且與腦內(nèi)的生物鐘步調(diào)一致。就和每個(gè)人都擁有自己專屬的生物鐘一樣，不同的動(dòng)物也各具本領(lǐng)。在植物界有“活樹(shù)鐘”和“花鐘”，在動(dòng)物界也有“驢鐘”和“鳥(niǎo)鐘”———在我國(guó)黃海的小島上生活的驢能準(zhǔn)確報(bào)時(shí)，它每隔一小時(shí)就“嗷嗷”地叫一次，誤差只有3分鐘。

除了包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物之外，昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類的活動(dòng)也存在節(jié)律性。在非洲的密林里有一種報(bào)時(shí)蟲(chóng)，每過(guò)一小時(shí)就變換一種顏色，于是在那里生活的家家戶戶就把這種小蟲(chóng)捉回家，看它變色以推算時(shí)間。

誰(shuí)動(dòng)了它們的生物鐘？

不久前據(jù)外媒報(bào)道，德國(guó)科學(xué)家對(duì)全國(guó)63個(gè)保護(hù)區(qū)進(jìn)行縱向研究后得出結(jié)論，在過(guò)去27年里，德國(guó)飛行昆蟲(chóng)總數(shù)下降了75%。而在城市中生活的鳥(niǎo)類，也有數(shù)量減少的現(xiàn)象。研究者們發(fā)現(xiàn)會(huì)飛的生物之所以越來(lái)越少，部分原因與生物鐘有關(guān)。到底是誰(shuí)動(dòng)了它們的生物鐘？

對(duì)于動(dòng)物而言，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為“生物鐘”應(yīng)該存在于大腦中，但對(duì)于具體位置的說(shuō)法卻又各持己見(jiàn)。隨著這些年來(lái)科學(xué)的發(fā)展，研究者們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了影響有機(jī)體節(jié)律的相關(guān)元素，除了“內(nèi)源性”生物鐘之外，還存在“外源性”生物鐘。換句話說(shuō)，就是外界環(huán)境對(duì)于有機(jī)體的影響，比如說(shuō)光照。

刊登于《自然》雜志的研究指出，在我們的城市中，人造光源以年均6%的速度在增長(zhǎng)，這顯然已經(jīng)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生了一定的影響。對(duì)于飛行昆蟲(chóng)而言，農(nóng)藥的使用固然是它們數(shù)量減少的原因，但它們也會(huì)被夜間的人造光源晃得迷失方向；另外一些則可能被光線所吸引，分散了它們的自然棲息地。這種會(huì)影響有機(jī)體生物鐘的視覺(jué)刺激，同樣應(yīng)驗(yàn)在鳥(niǎo)類的身上。

鳥(niǎo)類對(duì)燈光和各種各樣的化學(xué)干預(yù)尤其敏感。如果你發(fā)現(xiàn)籠子里的鳥(niǎo)兒第二天無(wú)精打采，沒(méi)有精力去吸引異性或者撫養(yǎng)幼鳥(niǎo)，那可能是因?yàn)樗谝归g暴露在燈光之下，體內(nèi)的生物鐘因此被打亂。

每當(dāng)夕陽(yáng)落下，來(lái)自購(gòu)物中心、體育場(chǎng)和無(wú)數(shù)家庭的燈光，將黑夜變成了白晝。為什么這些看似對(duì)人類影響不大的光線，卻會(huì)令鳥(niǎo)兒們“行為失常”呢？居住在城市的鳥(niǎo)類，生物鐘會(huì)受到環(huán)境怎樣的影響？

盡管這一領(lǐng)域的研究直到最近才得到充分的發(fā)展，但研究表明，不適宜的光線正在影響野生動(dòng)物的生物鐘。很明顯，過(guò)度光照會(huì)改變鳥(niǎo)兒們“黎明鳴唱”的正常節(jié)奏，從而影響到它們同類之間的交流。除了讓它們睡不好覺(jué)之外，也有證據(jù)表明光線會(huì)影響鳥(niǎo)類的日常生活和休息行為，從而影響繁殖的成功率。站在更宏觀的角度看，生物鐘的改變也會(huì)改變鳥(niǎo)類的自然遷徙路線。

與人類相比，鳥(niǎo)類視覺(jué)的最大特點(diǎn)是什么？不同光線對(duì)鳥(niǎo)類有什么影響？

許多鳥(niǎo)類的視覺(jué)會(huì)更發(fā)達(dá)，因?yàn)樗鼈兣c人類的眼部結(jié)構(gòu)不同，所以可以感知不同波長(zhǎng)的光。比如說(shuō)，在鳥(niǎo)類的眼睛里擁有可以探測(cè)紫外線的錐體，所以它們能看到比我們更寬的光譜范圍。這意味著鳥(niǎo)類可以看到我們看不見(jiàn)的東西，類似于用紫外線燈添加到我們的自然視覺(jué)中產(chǎn)生的效果。

顯然，減少空氣、光線和噪聲污染，會(huì)改善鳥(niǎo)類和人類的生活質(zhì)量。所以，在城市內(nèi)提供大面積的綠地是非常有益的。在這片巨大的綠色空間里，如果沒(méi)有光線和噪音的打擾，對(duì)于任何野生動(dòng)物而言，都將是一件值得慶幸的事情。我們永遠(yuǎn)也不要忘記，對(duì)野生動(dòng)物有益的東西對(duì)人類是有益的，反之亦然。