生理時鐘：我們的身體如何知道時間的流逝？

今年4月，西班牙運動員貝阿特麗斯·弗拉米尼(Beatriz Flamini)在山洞里呆了500天后，重新出現在人們的視線中。她的地下血統是可能是最長的一次很長一段時間。弗拉米尼說她在第 65 天失去了所有時間感。但她真的能確定這是第65天嗎？相比之下，1962 年，法國的米歇爾·西弗爾 (Michel Siffre) 在義大利的斯卡拉松裂縫中度過了他認為的 33 天后，從那裡浮出水面。事實上，他花了地下58天。

生命時鐘的滴答聲

即使與周圍環境隔絕，孤立的人類如何保持規律的時間記錄？很簡單，因為生物節律是生命的核心，從分子層次一直到整個身體的調節。這些不僅包括我們的睡眠/覺醒週期，還包括體溫、荷爾蒙、新陳代謝和心血管系統，這僅僅是列舉的一小部分。

這些節奏會產生很多影響，尤其是在公共衛生方面。事實上，許多疾病都是偶發性的──例如，氣喘在夜間更為嚴重，而心血管意外在早上較常見。另一個例子是輪班工作，它使人們與環境脫節。它可能與工人患癌症的風險增加有關，促使世界衛生組織將其標記為可能的致癌物。

節奏也會影響我們與其他物種互動的方式。例如，非洲錐蟲病，也稱為昏睡病，是一種我們的日常生活節奏紊亂由寄生蟲引起布氏錐蟲，誰的新陳代謝也是日常– 就像我們的免疫。

基因：偉大的鐘錶匠

地球、月球和太陽的自轉產生了環境循環，有利於選擇生理時鐘。

生理時鐘是生物體內部的一種機制，在沒有環境訊號的情況下，以自己的頻率運作。例如，晝夜的規律交替有利於生理時鐘的演化（大約，意思是“大約”，並且迪姆，「天」）。

這生理時鐘機制首次在果蠅中發現，也稱為果蠅，出現於 20 世紀 70 年代。它基於多個基因轉錄和翻譯中的回饋循環——基因 A 促進基因 B 的表達，而基因 B 抑制基因 A 的表達——產生振盪。白天，光線透過稱為隱花色素的光感受器引起環路中特定因子的減少。有趣的是，該機制的關鍵因素本質上只包括幾個名為時期,永恆的,鐘和循環。然而，時鐘的微調和調節是基於複雜的分子和神經元網絡，以確保其計時和精確度。

沒有一個單一的、總體的生理時鐘可以組織所有的生命，因為生理時鐘基因因物種而異。但原理仍然是一樣的：基因的表達會振盪。迄今為止研究的所有類群（生物體群體）都描述了生物節律，其中包括藍細菌（一種透過光合作用獲取能量的細菌）、真菌、植物和動物，包括人類。

此外，各種時間給予者（計時器）使生物體與其環境同步：特別是光（迄今為止研究最多的）、溫度和食物。

由環境同步的內部時鐘

這種生理時鐘的一個非常具體的意思是時差。這是一個人的內在節律與其所在時區的時間的偏差。

一般來說，環境訊號，特別是光，有助於重新同步個體：在夜晚結束時感知到的光將時鐘向前推進，而在夜晚開始時感知到的光則將其延遲。白天感知到的光沒有影響。在人類中，光不會被分子鐘直接感知，而是被視網膜捕獲，然後通過視網膜-下丘腦通路傳輸到中央時鐘，在那裡調節時鐘蛋白的合成。然而，該系統並不是無限可擴展的：人體大約需要一天的時間來適應一小時的時差。

和一個聰明人' 內在晝夜節律週期跨度平均24.2小時，對我們來說，向西旅行並延長我們的日子比向東旅行並縮短我們的日子更容易。這也是為什麼那些將自己隔離在地球深處的運動員和研究人員最終會與地面上的時間不同步，最終感知到的天數少於 24 小時太陽日。

其他時間，其他時鐘

生理時鐘並不是自然界中存在的唯一時鐘機制。許多生物過程是季節性的，例如大量鳥類和昆蟲的遷徙、許多動物物種的繁殖和冬眠以及植物的開花。這種季節性通常由幾個因素決定，包括所謂的季節性因素。晝夜時鐘對於許多物種來說。此時鐘的機制尚未確定。

海洋物種的時鐘機制也是未知的，部分原因是海洋的複雜的時間結構。海洋生物受到日夜交替的太陽週期的影響，該週期疊加在一系列月球週期上，其中最突出的是潮汐週期（週期為12.4小時或24.8小時）。與月相相關的半月週期和月球週期（14.8 天/29.5 天）也透過光和潮汐強烈調節海洋環境。季節也會影響這些生態系統。