生物钟是什么意思？人体的生物钟是什么( 三 ) _生物钟

从生物的演化和自然选择原理来说，地球上所有的生命现象都是大自然对生物适应环境的演化选择的结果。由于生命约出现于地球形成10亿年之后，从它诞生开始，生命最简单的生物分子之间的生物化学反应就受到地球上早已存在的各种物质和环境因素的影响，其后的变化也都在地球环境的掌控之中，因此地球上生命的一切活动都受到地球周期性律动的影响，所有的生物节律也都是环境对生物演化的选择的结果。从这个角度看生命，生物的节律性运动和生物钟应该是普遍的生命现象。
地球在宇宙中最明显的律动就是围绕太阳的公转和围绕自己轴心的自转。地球自转的周期为23时56分4秒，围太阳公转的周期为365.25天(图1) 。地球还有一个围着它绕转的卫星:月球。月球公转的周期为29.5天(朔望月) 。这样月球绕着地球转，地球和月球一起绕着太阳转，这些地球和地球环境的旋转律动无时无刻不在影响和控制着地球上包括生物在内的一切物质和物质的运动。而太阳是地球上所有生命的能源和动力，生命的运动不能不顺从于太阳能源的周期性律动而随之律动。这就让我们不难理解生物为什么会有生物钟，为什么生物钟的律动频率与地球及月球的律动频率是同步的。只有当生命的节奏与自然环境的节奏吻合的时候，生命才能够更好地生存，才能在生物演化的过程中被自然选择而保存下来。而以24小时为周期的地球围绕太阳的律动是影响生命节奏的最重要的律动，因此地球上的生命活动也都跟随着能量来源的节奏昼夜24小时不停地、有序地变化。这个生物周期为24小时的节奏性运动称为日节律或昼夜节律( ) 。

文章插图
星球运转图。
最常见的日节律就是植物的光合作用和动物的昼夜活动。植物的光合作用把太阳光的能量转化成了化学能，植物的化学能又被转化为动物的化学能。生物的食物链实际上就是一个能量的传递链，这条链的源头所吸收的是太阳光的能量。太阳光在地球上的律动导致了地球上食物链各个环节的律动，因此最普遍和常见的生物钟就是以日为周期的生物钟。由于太阳光一方面给生物提供能量，另一方面也对生物的大分子如DNA有损伤作用，因此生物也演化出了为保护DNA而躲避强光的生物钟行为，如动物为避免中午太阳的高温而在早晨和傍晚觅食的生物钟行为。生物除了昼夜节律，还有周期比日长的节律，叫做长日节律( )，如女性生理性活动的月节律，植物的四季变化，动物的生殖、迁徙和冬眠等年节律。动物还有周期比一日短的节律——短日节律( )，如人的心脏跳动节律和呼吸节律。这些各种形式的生物的自主的节奏性变化和运动就是生物钟。
生物钟是自然对生命适应生存环境的一种生命的运动形式的选择，它是生存环境的律动在生命中的反映，因此生命的每种律动都有与之相对应的环境的律动。日节律、月节律、年节律是地球和月球在星际中转动的节律，也是地球上生物生命活动的最常见和最基本的节律，是生物最基本的钟。它告诉和指挥我们活动的时间，也告诉和安排我们休息的时间。
生物钟的发现
人类最早认识到的生物钟现象是人自身的周期性变化，以及植物的叶和花的朝夕节奏性变化。东方世界中国的古代哲学家对人体和自然的相互关系特别重视，早在公元前300年的战国时期，《黄帝内经》就详细描述了人的身体状况随季节变动而变化的周期性现象以及人体的脉象节奏。植物是地球上早期出现的生命形式，也是食物链最底层的物种，它们的养料来源于阳光、空气和水，它们都需要太阳光能来进行光合作用，因此植物的昼夜节律运动是最普遍也是最明显的现象。