1997年5月17日,美國西北大學(xué)的研究人員找到了控制實驗鼠生物鐘的一種基因,首次揭示了哺乳動物生物鐘的作用機(jī)制之謎。不過,你可知道植物也有生物鐘?
你可曾注意花生、菜豆、番木瓜的葉子嗎?它們迎著朝陽舒展,隨著夜幕降臨而閉合下垂,好像進(jìn)行了一天光合作用后疲倦了需要休息一下,這就是葉子的“就眠”運(yùn)動。你看下面這張圖,是科學(xué)家在四天中用自動記錄儀記下的番木瓜葉子運(yùn)動的情況,它在半夜時(0)垂得最低,白天中午前后(12)舉得高高的,每天如此,多么有規(guī)律??!這樣一說,我們也可以聯(lián)想到有的花也有這種現(xiàn)象。像水中美麗的睡蓮,白天開放,夜晚閉合??蓵一▍s又正相反,開花總在夜晚。而牽?;ㄓ植灰粯?,一大早就打開了“喇叭”,紫茉莉要挨到傍晚才開放,真是古人所說:“花開花落自有時?!辈粌H如此,花兒放出香氣和花蜜的分泌,也都會按著一定的時間進(jìn)行。盡管世界上植物眾多,表現(xiàn)也極復(fù)雜,但細(xì)心的科學(xué)家還是從中找出了一些規(guī)律,他們發(fā)現(xiàn):每種生物的習(xí)性和生命活動都受著節(jié)律的支配,這種節(jié)律有的按24小時變化著,和鐘的周期性變化一樣,有的與月落、月出或海洋的潮汐有某種聯(lián)系。植物是這樣,動物也不例外。小蜜蜂每天勤勞地準(zhǔn)時采蜜;大雁把測時和辨別太陽方向結(jié)合起來,冬去春來,南來北往定向?qū)Ш綇牟幻允Х较颉>湍萌梭w來說:呼吸、血壓、體溫等生理現(xiàn)象也有晝夜變化,醫(yī)生給心臟病人吃洋地黃這種藥時發(fā)現(xiàn):凌晨4點(diǎn)鐘對藥物的敏感性是平時的40倍……這些變化準(zhǔn)確得很,似乎生物體內(nèi)存在著某些記時裝置,它有節(jié)律地控制著生物進(jìn)行各種活動和變化,這種神秘的記時裝置,稱為“生物鐘”。
這“生物鐘”到底是什么呢?它存在在哪里呢?幾百年來,生物學(xué)家通過各種現(xiàn)象,煞費(fèi)苦心地力求揭開“生物鐘”的秘密,他們認(rèn)為:生物鐘是一種復(fù)雜的生理過程,也可以說,是生物體內(nèi)進(jìn)行的物理、化學(xué)變化的結(jié)果。它們表現(xiàn)出有規(guī)律的周期性變化,是由體內(nèi)某些細(xì)胞、組織和器官內(nèi)特殊的遺傳物質(zhì)——基因控制著,這種基因是在長期的生物進(jìn)化中形成的,能夠傳宗接代,生物就靠這種內(nèi)在的“鐘”測知時間變化,從而有了每隔24小時左右的周期性活動。內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生變化時,對生物鐘有了刺激,也有可能進(jìn)行新調(diào)整。你試試看將菜豆半夜里移到燈光下,看看,它的葉子會不會“醒來”?一連試它幾天,再作個結(jié)論!
當(dāng)人們對生物鐘的奧秘了解清楚一些時,就增強(qiáng)了駕馭大自然的能力。種花的人對開花生物鐘的節(jié)奏有所了解時,就用人為的方法調(diào)節(jié)光照和黑暗,“撥動”生物鐘,使四季鮮花能在同一時間開放,即使是曇花也讓它在大白天和更多的人見面。養(yǎng)雞的人掌握了母雞產(chǎn)卵的生物鐘,用人造光源縮短黑暗時間,母雞就能下更多的蛋……
生物鐘是生物界的奧秘,至今還未完全弄清楚,所以吸引了不少生物學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家、醫(yī)學(xué)家和心理學(xué)家,以濃厚的興趣在共同攻關(guān),共解生物鐘之謎!