生長節(jié)律對壽命和體形有影響

　　即使沒有設定鬧鐘，每天早上卻能準時醒來，有關“生物鐘”現(xiàn)象很多人都不陌生。但據美國“每日科學”網站4月6日報道，一種被稱為“生長節(jié)律”的生物鐘現(xiàn)象，竟然與人以及其他哺乳動物的壽命長短和體形大小有關，這一點就不是很多人了解的了。

　　智力波動周期是33天

　　每個人從誕生到死亡，身體內的各項機能如體力、智力、情緒、血壓、代謝、發(fā)病等，都有一定周期性變化。不只是人，科學家早就注意到了其他生物體，也有在生長過程中呈周期性變化的“節(jié)律”現(xiàn)象，稱之為生長節(jié)律。這是生物在進化的漫長歷程中，在體內形成的一種近似時鐘的機能，它可以隨著時間的變化，自動調節(jié)本身生理活動，使其在一定的時期開始、進行和結束。

　　上世紀初，德國柏林內科醫(yī)生威爾赫姆·弗里斯和奧地利維也納心理學家赫爾曼·斯瓦波達，通過長期臨床觀察發(fā)現(xiàn)了病人的病癥、情感以及行為的波動奧秘：通常情況下，體力從旺盛到疲憊的周期是23天，情緒波動周期則為28天。后來，奧地利的阿爾弗雷特·泰其爾教授，在研究了數(shù)百名高中和大學學生的考試成績后，發(fā)現(xiàn)人的智力波動周期為33天。于是，科學家們根據體力、情緒和智力盛衰的周期性變化，繪制出了3條波浪形的人體生物節(jié)律曲線圖。到了20世紀中葉，生物學家又根據生物體內存在的與時間有關的周期性現(xiàn)象，創(chuàng)造了時間生物學(Chronobiology)，俗稱“生物鐘”。

　　近十幾年的研究發(fā)現(xiàn)，生物體內確實存在日常意義上的晝夜“時鐘”，可以“說出”每日的鐘點。它們晝夜周期變化的誤差可以精確到分鐘。例如，在南美洲的危地馬拉有一種第納鳥，它每過30分鐘就會“嘰嘰喳喳”地叫上一陣子，而且誤差只有15秒，因此當?shù)鼐用窬陀盟鼈兊慕新晛硗扑銜r間，稱為“鳥鐘”。在非洲密林里有一種報時蟲，它每過一小時就變換一種顏色，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，稱為“蟲鐘”。

　　而近日美國科學家，把老鼠、大猩猩以及人類等哺乳動物的牙齒和骨骼生長變化周期進行比對分析，發(fā)現(xiàn)這種被稱為生長節(jié)律的生物鐘，在影響著人和動物的體形及壽命。

　　體形越大生長節(jié)律周期越長

　　據美國“每日科學”網站4月6日報道，美國紐約大學牙科學院的生化和仿生材料專家蒂莫西·布羅米奇，在4月初召開的第37屆全美牙科研究年會上公布了自己的研究成果。他表示，骨骼和牙齒的生長都受到統(tǒng)一的生物鐘或者說生長節(jié)律控制，同時這種生長節(jié)律也控制著身體其他的生理機能，比如新陳代謝、心率和呼吸節(jié)奏等。布羅米奇以測量老鼠牙齒生長為實驗，發(fā)現(xiàn)老鼠的牙齒生長速度是人的8倍，但它們的平均壽命為3年，約為人的1／20。

　　布羅米奇是在觀察哺乳動物牙齒釉質增長線的時候，發(fā)現(xiàn)這一新生長節(jié)律的，而這種牙齒釉質的增長線酷似樹干中的年輪。他說，從牙齒釉質增長線的變化周期來看，老鼠牙齒釉質增長線的生長節(jié)律間隔是1天，大猩猩是6天，人類是8天。這在某種程度上顯示，體形越小的哺乳動物生長節(jié)律周期越短，體形越大生長節(jié)律周期越長。同時，布羅米奇還觀察了骨骼組織生長的節(jié)律模式，這也是第一次針對骨骼生長進行的節(jié)律觀察。結果也顯示，老鼠顱骨的生長速度大約是人類的8倍。此外，布羅米還發(fā)現(xiàn)，人類是目前所知的生長節(jié)律差異性最大的物種，從5天到10天不等。與此對應的是，人類也是高矮胖瘦方面體形差異最大的哺乳動物，而其他哺乳動物的體形則更接近“標準化”。

　　生物鐘為什么會紊亂

　　去年11月出版的美國《細胞-代謝》雜志，刊登了一項新的研究成果，研究表明脂肪攝入過量會引起機體內在生長節(jié)律的變化，從而影響其對各種生理過程的調控。美國西北大學的內分泌學專家喬瑟夫·貝司和同事飼養(yǎng)了一些雄性小鼠，并控制它們攝入的卡路里中45%來源于脂肪，然后研究人員每天記錄下這些小鼠滾輪跑的時間，從而觀察其體力變化周期。結果發(fā)現(xiàn)，高脂肪攝入的小鼠生理周期為23.8小時，而對照組小鼠(16%卡路里來自脂肪)的周期為23.6小時。

　　貝司表示，生物鐘與新陳代謝相關聯(lián)不足為奇，因為這兩大系統(tǒng)共享分子信號的傳遞路徑。不過，脂肪代謝對生物鐘的具體影響機制還不清楚，只有“發(fā)現(xiàn)更多那些與新陳代謝和生物鐘關聯(lián)的分子"開關"，我們才能揭示其中的奧秘”。

　　去年另一項研究則揭示了生物鐘與免疫系統(tǒng)的關系。瑞士蘇黎世大學醫(yī)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，當人患上某些傳染病或免疫性疾病時，免疫系統(tǒng)中一種名為TNF-α的細胞因子會干擾幾種生物鐘，抑制幾種生物鐘基因的表達，誘發(fā)身體呈現(xiàn)疲勞感，讓人嗜睡。這項研究發(fā)表在去年7月出版的美國《國家科學院學報》上。

　　相關推薦：

小升初試題、期中期末題、小學奧數(shù)題

盡在奧數(shù)網公眾號

　　 歡迎使用手機、平板等移動設備訪問幼教網，幼兒教育我們一路陪伴同行！>>點擊查看