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準晝夜節律

放大字體  縮小字體 發布日期:2006-10-16

  準晝夜節律 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律的穩定狀態下,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律無關的、本能的、內生性的節律,亦即是一種依賴于生物的節律,對這種周期活動的解釋,逐漸被推測為是一種與內生性節律的特定時相相調諧的機制。這種內生性的節律就稱為準晝夜節律。若只在排除產生外因節律的穩定狀態下,以特定的活動周期等為指標,觀察一下上述內生性節律,就可知原來的節律并不是準確的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確的,以鼯鼠為例,據P.J.De Coursey報道,每天周期的偏差在兩分鐘之內。如上所述,在除去外界亮暗變化等節律影響的狀態下,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。這表明準晝夜節律決不會是隨著地球自轉而有的依賴于外因的節律。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,漸漸地剛暗就出現開始活動的狀態,這樣開始活動就穩定在這個時間。準晝夜節律與外因周期同步稱為entrainment,而將決定周期時相的并產生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恒環境條件下產生的節律稱為自由運轉節律(free-ru- nning rhythm),其周期稱為自由運轉周期(freerunning period,簡寫為FRP)。在單細胞生物也能觀察到上述準晝夜節律,所以準晝夜節律被認為最終是與細胞水平的代謝節律有關。目前對膝間藻(Gonyaulax)、Aeetabularia等單細胞生物,正在探討將準晝夜節律盡量固定的抑制劑。還有報道認為褪黑激素對麻雀的準晝夜節律有影響。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,其周律幾乎不受影響。有的認為準晝夜節律是動物對人們感悟不到的某種外因的和隨地球自轉的物理節律的反應,但也有的例子證明準晝夜節律與遺傳因子有關,即不能否定內生性的節律。另外當生物節律與24小時周期的外部環境同步或無內生性依賴時,有人將這種情況也包括在準晝夜節律之內,但也有的學說主張將其稱為24小時節律(24hr rhythm),以示區別(E.Bunning等,1972)。

 
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