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準(zhǔn)晝夜節(jié)律

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-10-16

  準(zhǔn)晝夜節(jié)律 circadian rhythm 以動物為例,無論是夜行性或晝行性的,往往都可觀察到相當(dāng)明顯的晝夜周期活動。很多情況,就是在排除了隨著日出、日落而有的亮度或溫度等周期性外因晝夜節(jié)律的穩(wěn)定狀態(tài)下,也仍然保持著這種晝夜周期活動,所以這基本上是一種與外界節(jié)律無關(guān)的、本能的、內(nèi)生性的節(jié)律,亦即是一種依賴于生物的節(jié)律,對這種周期活動的解釋,逐漸被推測為是一種與內(nèi)生性節(jié)律的特定時相相調(diào)諧的機制。這種內(nèi)生性的節(jié)律就稱為準(zhǔn)晝夜節(jié)律。若只在排除產(chǎn)生外因節(jié)律的穩(wěn)定狀態(tài)下,以特定的活動周期等為指標(biāo),觀察一下上述內(nèi)生性節(jié)律,就可知原來的節(jié)律并不是準(zhǔn)確的24小時,而是由于不同的個體或物種,略具一點特有的偏差。因此就將這種節(jié)律稱為circadiam(circa=大約,dia=-日 )。這種周期有的比24小時略微長點,有的比24小時略微短點。但對同一個個體來說卻是非常準(zhǔn)確的,以鼯鼠為例,據(jù)P.J.De Coursey報道,每天周期的偏差在兩分鐘之內(nèi)。如上所述,在除去外界亮暗變化等節(jié)律影響的狀態(tài)下,令其自由活動,有的個體開始活動的時間每天早幾十分鐘,有的個體每天晚幾十分鐘,經(jīng)過幾天之后,開始活動的時間就與日落時間相差甚遠。這表明準(zhǔn)晝夜節(jié)律決不會是隨著地球自轉(zhuǎn)而有的依賴于外因的節(jié)律。使開始活動的周期自由運行,對某個個體來說,每天在一定的時間照明,在一定的時間又回到黑暗,如果給與12L∶12D的光一暗周期循環(huán)處理,每天以一定的時間,一點點地逼近黑暗剛開始(光→暗的變化不久)的時刻,漸漸地剛暗就出現(xiàn)開始活動的狀態(tài),這樣開始活動就穩(wěn)定在這個時間。準(zhǔn)晝夜節(jié)律與外因周期同步稱為entrainment,而將決定周期時相的并產(chǎn)生entra-inment的外界刺激稱為zeitgeber(德語),或稱同步器(synchronizer),亦稱為time cue。同步器往往是光照刺激或溫度變化。在靠同步器解除的穩(wěn)恒環(huán)境條件下產(chǎn)生的節(jié)律稱為自由運轉(zhuǎn)節(jié)律(free-ru- nning rhythm),其周期稱為自由運轉(zhuǎn)周期(freerunning period,簡寫為FRP)。在單細胞生物也能觀察到上述準(zhǔn)晝夜節(jié)律,所以準(zhǔn)晝夜節(jié)律被認為最終是與細胞水平的代謝節(jié)律有關(guān)。目前對膝間藻(Gonyaulax)、Aeetabularia等單細胞生物,正在探討將準(zhǔn)晝夜節(jié)律盡量固定的抑制劑。還有報道認為褪黑激素對麻雀的準(zhǔn)晝夜節(jié)律有影響。對許多物種還做了溫度影響的實驗,至少在某個溫度范圍內(nèi),其周律幾乎不受影響。有的認為準(zhǔn)晝夜節(jié)律是動物對人們感悟不到的某種外因的和隨地球自轉(zhuǎn)的物理節(jié)律的反應(yīng),但也有的例子證明準(zhǔn)晝夜節(jié)律與遺傳因子有關(guān),即不能否定內(nèi)生性的節(jié)律。另外當(dāng)生物節(jié)律與24小時周期的外部環(huán)境同步或無內(nèi)生性依賴時,有人將這種情況也包括在準(zhǔn)晝夜節(jié)律之內(nèi),但也有的學(xué)說主張將其稱為24小時節(jié)律(24hr rhythm),以示區(qū)別(E.Bunning等,1972)。

 
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