誰“動”了　大自然的“鬧鐘”？

黃嵐

曇花總是悄悄在夜間開放、公雞到清晨一定打鳴、貓頭鷹的體溫恰好在夜里十二點最高……“生物鐘”并非人類的專利，在地球這個藍色星球上，大多數生物的活動會為了適應環境中自然因素的變化，而發生有節律性的變動。

那么，與有機體“生物鐘”同步的究竟是何方神圣呢？人類的哪些行為會影響動植物的生存？

植物界的“生物鐘魔法”選擇最“適合”的時間綻放

關于生物鐘的話題，在科研界一直都是“熱門”，這個命題2017年獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。為了揭開生物節律的奧秘，科學家們從未停止努力。2018年年初，曾有機構宣布將推出首款用于展示2017年諾貝爾獎獲獎研究成果的《晝夜節律》虛擬現實（VR）體驗，旨在通過獨特的VR體驗，向世人展示對人類歷史意義重大的時刻和經驗。

無論是時差現象，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。可是你知道嗎？南非有一種大葉樹，它的葉子每隔兩小時就翻動一次，因此當地居民稱其為“活樹鐘”；在南美洲的阿根廷，有一種野花能報時，每到初夏晚上8點左右便紛紛開放，被稱為“花鐘”。

沒錯，在地球上所有的有機體，都擁有一種叫“生物鐘”的生理機制，就連微小的細菌也知道時間。從細菌到哺乳動物的大多數生物都存在分子時鐘，這種從白天到夜晚的“24小時循環節律”，與地球自轉一次的節奏互相吻合。

這就是為什么睡蓮朝開暮合，曇花在夜晚開放，牽牛花卻在早晨打開“喇叭”，而紫茉莉要到傍晚才開放。然而直至今天，在植物中仍沒找到生物鐘的中央控制部分或是起搏點。研究者們只能推測，光合作用以及與之聯系的運動，是由遍布植物體的多個時鐘共同控制的。花開花落，都是在適應環境的變化，無論是溫度、濕度、光照還是氣壓，每一種植物都會選擇在最“適合”的時間，盡情綻放自己。

動物界的“活鬧鐘”為外界變化做好準備

含羞草的葉片會在白天張開、到晚上閉合，這是植物內源性晝夜節律性振蕩的最早記錄。在地球上的大多數生物都具有預測環境中即將發生的事件的能力，這種能力來自于生物鐘。對于植物而言，生物鐘或許只是花開花落的不同瞬間；對于動物而言，生物鐘能幫助它們為外界的變化做好準備，而不是措手不及，被天敵捕獲。

不只植物有生物鐘，動物的生命活動也擁有這種節律性，它對于動物獲得食物和適宜的生活環境、避開不良的生活條件，有著非常重要的作用。

曾經有位科學家在對老鼠的實驗中發現，在老鼠的皮膚粘接組織的成纖維細胞里，有大量的生物鐘基因存在，因此確定在哺乳動物的皮膚組織里存在生物鐘，而且與腦內的生物鐘步調一致。就和每個人都擁有自己專屬的生物鐘一樣，不同的動物也各具本領。在植物界有“活樹鐘”和“花鐘”，在動物界也有“驢鐘”和“鳥鐘”———在我國黃海的小島上生活的驢能準確報時，它每隔一小時就“嗷嗷”地叫一次，誤差只有3分鐘。

除了包括人類在內的哺乳動物之外，昆蟲和鳥類的活動也存在節律性。在非洲的密林里有一種報時蟲，每過一小時就變換一種顏色，于是在那里生活的家家戶戶就把這種小蟲捉回家，看它變色以推算時間。

誰動了它們的生物鐘？

不久前據外媒報道，德國科學家對全國63個保護區進行縱向研究后得出結論，在過去27年里，德國飛行昆蟲總數下降了75%。而在城市中生活的鳥類，也有數量減少的現象。研究者們發現會飛的生物之所以越來越少，部分原因與生物鐘有關。到底是誰動了它們的生物鐘？

對于動物而言，傳統觀點認為“生物鐘”應該存在于大腦中，但對于具體位置的說法卻又各持己見。隨著這些年來科學的發展，研究者們陸續發現了影響有機體節律的相關元素，除了“內源性”生物鐘之外，還存在“外源性”生物鐘。換句話說，就是外界環境對于有機體的影響，比如說光照。

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，這顯然已經對動物產生了一定的影響。對于飛行昆蟲而言，農藥的使用固然是它們數量減少的原因，但它們也會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。這種會影響有機體生物鐘的視覺刺激，同樣應驗在鳥類的身上。

鳥類對燈光和各種各樣的化學干預尤其敏感。如果你發現籠子里的鳥兒第二天無精打采，沒有精力去吸引異性或者撫養幼鳥，那可能是因為它在夜間暴露在燈光之下，體內的生物鐘因此被打亂。

每當夕陽落下，來自購物中心、體育場和無數家庭的燈光，將黑夜變成了白晝。為什么這些看似對人類影響不大的光線，卻會令鳥兒們“行為失常”呢？居住在城市的鳥類，生物鐘會受到環境怎樣的影響？

盡管這一領域的研究直到最近才得到充分的發展，但研究表明，不適宜的光線正在影響野生動物的生物鐘。很明顯，過度光照會改變鳥兒們“黎明鳴唱”的正常節奏，從而影響到它們同類之間的交流。除了讓它們睡不好覺之外，也有證據表明光線會影響鳥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，生物鐘的改變也會改變鳥類的自然遷徙路線。

與人類相比，鳥類視覺的最大特點是什么？不同光線對鳥類有什么影響？

許多鳥類的視覺會更發達，因為它們與人類的眼部結構不同，所以可以感知不同波長的光。比如說，在鳥類的眼睛里擁有可以探測紫外線的錐體，所以它們能看到比我們更寬的光譜范圍。這意味著鳥類可以看到我們看不見的東西，類似于用紫外線燈添加到我們的自然視覺中產生的效果。

顯然，減少空氣、光線和噪聲污染，會改善鳥類和人類的生活質量。所以，在城市內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，如果沒有光線和噪音的打擾，對于任何野生動物而言，都將是一件值得慶幸的事情。我們永遠也不要忘記，對野生動物有益的東西對人類是有益的，反之亦然。