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谁动了大自然的闹钟？
昙花总是悄悄在夜间开放、公鸡到清晨一定打鸣、猫头鹰的体温恰好在夜里十二点最高……“生物钟”并非人类的专利,在地球这个蓝色星球上,大多数生物的活动会为了适应环境中自然因素的变化,而发生有节律性的变动.
那么,与有机体“生物钟”同步的究竟是何方神圣呢？人类的哪些行为会影响动植物的生存？
植物界的“生物钟魔法”
选择最“适合”的时间绽放关于生物钟的话题,在科研界一直都是“热门”,这个命题2017 年获得了诺贝尔生理学或医学奖.为了揭开生物节律的奥秘,科学家们从未停止努力.2018 年年初,曾有机构宣布将推出首款用于展示2017 年诺贝尔奖获奖研究成果的《昼夜节律》虚拟现实（VR）体验,旨在通过独特的VR体验,向世人展示对人类历史意义重大的时刻和经验.
无论是时差现象,抑或是熬夜影响,在人类身上上演的“生物钟魔法”,我们都很熟悉.可是你知道吗？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”.
没错,在地球上所有的有机体,都拥有一种叫“生物钟”的生理机制,就连微小的细菌也知道时间.从细菌到哺乳动物的大多数生物都存在分子时钟,这种从白天到夜晚的“24 小时循环节律”,与地球自转一次的节奏互相吻合.
这就是为什么睡莲朝开暮合,昙花在夜晚开放,牵牛花却在早晨打开“喇叭”,而紫茉莉要到傍晚才开放.然而直至今天,在植物中仍没找到生物钟的控制部分或是起搏点.研究者们只能推测,光合作用以及与之联系的运动,是由遍布植物体的多个时钟共同控制的.花开花落,都是在适应环境的变化,无论是温度、湿度、光照还是气压,每一种植物都会选择在最“适合”的时间,尽情绽放自己.动物界的“活闹钟”
为外界变化做好准备
含羞草的叶片会在白天张开、到晚上闭合,这是植物内源性昼夜节律性振荡的最早记录.在地球上的大多数生物都具有预测环境中即将发生的事件的能力,这种能力来自于生物钟.对于植物而言,生物钟或许只是花开花落的不同瞬间；对于动物而言,生物钟能帮助它们为外界的变化做好准备,而不是措手不及,被天敌捕获.
不只植物有生物钟,动物的生命活动也拥有这种节律性,它对于动物获得食物和适宜的生活环境、避开不良的生活条件,有着非常重要的作用.
曾经有位科学家在对老鼠的实验中发现,在老鼠的皮肤粘接组织的成纤维细胞里,有大量的生物钟基因存在,因此确定在哺乳动物的皮肤组织里存在生物钟,而且与脑内的生物钟步调一致.就和每个人都拥有自己专属的生物钟一样,不同的动物也各具本领.在植物界有“活树钟”和“花钟”,在动物界也有“驴钟”和“鸟钟”———在我国黄海的小岛上生活的驴能准确报时,它每隔一小时就“嗷嗷”地叫一次,误差只有3 分钟.
除了包括人类在内的哺乳动物之外,昆虫和鸟类的活动也存在节律性.在非洲的密林里有一种报时虫,每过一小时就变换一种颜色,于是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.
谁动了它们的生物钟？
不久前据外媒报道,德国科学家对全国63 个保护区进行纵向研究后得出结论,在过去27 年里,德国飞行昆虫总数下降了75%.而在城市中生活的鸟类,也有数量减少的现象.研究者们发现会飞的生物之所以越来越少,部分原因与生物钟有关.到底是谁动了它们的生物钟？
对于动物而言,传统观点认为“生物钟”应该存在于大脑中,但对于具体位置的说法却又各持己见.随着这些年来科学的发展,研究者们陆续发现了影响有机体节律的相关元素,除了“内源性”生物钟之外,还存在“外源性”生物钟.换句话说,就是外界环境对于有机体的影响,比如说光照.
刊登于《自然》杂志的研究指出,在我们的城市中,人造光源以年均6%的速度在增长,这显然已经对动物产生了一定的影响.对于飞行昆虫而言,农药的使用固然是它们数量减少的原因,但它们也会被夜间的人造光源晃得迷失方向；另外一些则可能被光线所吸引,分散了它们的自然栖息地.这种会影响有机体生物钟的视觉刺激,同样应验在鸟类的身上.
鸟类对灯光和各种各样的化学干预尤其敏感.如果你发现笼子里的鸟儿第二天无精打采,没有精力去吸引异性或者抚养幼鸟,那可能是因为它在夜间暴露在灯光之下,体内的生物钟因此被打乱.
每当夕阳落下,来自购物中心、体育场和无数家庭的灯光,将黑夜变成了白昼.为什么这些看似对人类影响不大的光线,却会令鸟儿们“行为失常”呢？居住在城市的鸟类,生物钟会受到环境怎样的影响？
尽管这一领域的研究直到最近才得到充分的发展,但研究表明,不适宜的光线正在影响野生动物的生物钟.很明显,过度光照会改变鸟儿们“黎明鸣唱”的正常节奏,从而影响到它们同类之间的交流.除了让它们睡不好觉之外,也有证据表明光线会影响鸟类的日常生活和休息行为,从而影响繁殖的成功率.站在更宏观的角度看,生物钟的改变也会改变鸟类的自然迁徙路线.
与人类相比,鸟类视觉的最大特点是什么？不同光线对鸟类有什么影响？
许多鸟类的视觉会更发达,因为它们与人类的眼部结构不同,所以可以感知不同波长的光.比如说,在鸟类的眼睛里拥有可以探测紫外线的锥体,所以它们能看到比我们更宽的光谱范围.这意味着鸟类可以看到我们看不见的东西,类似于用紫外线灯添加到我们的自然视觉中产生的效果.
显然,减少空气、光线和噪声污染,会改善鸟类和人类的生活质量.所以,在城市内提供大面积的绿地是非常有益的.在这片巨大的绿色空间里,如果没有光线和噪音的打扰,对于任何野生动物而言,都将是一件值得庆幸的事情.我们永远也不要忘记,对野生动物有益的东西对人类是有益的,反之亦然.
大自然论文范文结:
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1、大自然杂志