年诺贝尔生理学或医学奖获奖者分别是JeffreyCHall、MichaelRosbash和MichaelWYoung三位美国科学家。
这三位科学家在研究生物的生物钟获得了巨大成果,并阐述了其原理所在——动植物是如何通过自我调节适应地球的自传并同步。
对于有的人来说,早晨是一天思维最清晰的时刻,处理学习工作的效率最高,而另一部分人可能在晚上才思敏捷,在白天却精神恹恹无心工作,也就是俗称的“夜猫子”,总的来说,就是不同的生物都有不同的生物规律,比如人晚上会疲倦需要休息,猫头鹰晚上出来活动......我们称这些规律为“生物钟”,虽然我们对这个概念都很熟悉,但却没有人能对其内部原理及方式作出解释。
为了研究这个原理,三位科学家拿出了果蝇这种生物学最常见的实验生物进行研究。
通过研究发现,果蝇体内存在一组基因,如果认为改变,它们的昼夜规律将会改变,这组基因他们命名为“周期基因”。
后来他们发现周期基因的核糖核酸(mRNA)和蛋白水平呈昼夜节律性变动──它们在早晨浓度较低,夜晚浓度升高,而晚上的高浓度mRNA和蛋白水平会使人感觉到睡意,从而想睡觉。
在此基础上,他们发现了更多的与生物钟有关的基因组,并研究出他们的原理及产生机制,了解他们是怎么控制昼夜规律的,而这些机制同样适用于人类自身。
听起来很玄乎,那么这些研究成果将给我们的未来带来什么变化呢?
“生物钟”涉及到我们人体的方方面面,比如调节睡眠、激素的释放、进食规律以及血压调节等等很多方面,而这些研究继续下去,就可以针对人的一些症状从而获知是那些基因出了问题,从而在临床上治疗。
生物钟又称生理钟。它是生物体内的一种无形的“时钟”,实际上是生物体生命活动的内在节律性,它是由生物体内的时间结构序所决定。通过研究生物钟,目前已产生了时辰生物学、时辰药理学和时辰治疗学等新学科。可见,研究生物钟,在医学上有着重要的意义,并对生物学的基础理论研究起着促进作用。
人体随时间节律有时、日、周、月、年等不同的周期性节律。例如人体的体温在24小时内并不完全一样,早上4时最低,18时最高,相差l℃多。人体的正常的生理节律发生改变,往往是疾病的先兆或危险信号,矮正节律可以防治某些疾病。
许多学者的研究指出,按照人的心理、智力和体力活动的生物节律,来安排一天、一周、一月、一年的作息制度,能提高工作效率和学习成绩,减轻疲劳,预防疾病防止意外事故的发生(所谓智力生物节律,就是人一天中有时记忆力好,有时则差,有一定的规律,如有的人早上5—9时记忆力好,而另一些人则是晚上记忆力好等等)。反之假如突然不按体内的生物钟的节律安排作息,人就会在身体上感到疲劳、在精神上感到不舒适。
许多生物都存在着有趣的生物钟现象。例如,在南美洲的危地马拉有一种第纳鸟,它每过30分钟就会“叽叽喳喳”地叫上一阵子,而且误差只有15秒,因此那里的居民就用它们的叫声来推算时间,称为“鸟钟”;在非洲的密林里有一种报时虫,它每过一小时就变换一种颜色,在那里生活的家家户户就把这种小虫捉回家,看它变色以推算时间,称为“虫钟”。
在植物中也有类似的例子。在南非有一种大叶树,它的叶子每隔两小时就翻动一次,因此当地居民称其为“活树钟”;在南美洲的阿根廷,有一种野花能报时,每到初夏晚上8点左右便纷纷开放,被称为“花钟”。
不仅如此,微小的细菌也知道时间。据美国最新的《自然》杂志介绍,某些单细胞生物体内不仅存在生物钟,而且这些生物钟十分精确。