科學少年雜誌 7月號/2018 第42期

隨刊附贈「比翼雙飛機」



滴答滴！身體藏了大時鐘

日出而作、日入而息、春暖花開、落葉知秋， 這幾句話有什麼共同點呢？答案是時間和作息， 把這兩個要素加起來，就成了「生理時鐘」。 撰文∕張容瑱 審訂∕黃榮棋（長庚大學生理科副教授）

「現在幾點？」你低頭看了一下手錶，發現現在是八點鐘，糟糕！快要遲到啦，加緊腳步吧！ 現代社會中，大部分的人都遵照時間和日曆，過著規律的生活，以你來說，就是起床、上學、回家、寫功課、玩、睡覺升上下一個年級。其實，野外的動物和植物也跟你一樣，會在每天、每年固定的時間做差不多的事情，像是睡眠、覓食、生長、開花、繁殖等等，只不過它們沒有手錶，也沒有日曆，怎麼能讓生命始終保持著規律的運作呢？難道是身體裡內建了「計時器」？ 沒錯！這個與生俱來的計時系統，能左右生物的生理活動與行為，稱為「生理時鐘」。人類是大自然的一份子，當然也不例外！但你聽不見它在滴答滴，因為它不是用指針和電池做的，也沒有齒輪與發條。 這個神祕的時鐘究竟怎麼運作？如何掌握地球的節律？又如何呼應地球的步調呢？一起來認識它吧！計時──開始！ 晝夜二重奏
「鈴─」每天早上鬧鐘一響，你就得起床準備上學去。到了晚上，你會自然覺得昏昏欲睡，上床睡覺；等到白天再度降臨，又再一次甦醒、恢復活力。你的身體習慣「日出而作，日入而息」，野外許多動物也跟你一樣，以一天24小時為週期，就連植物也一樣，許多植物的葉片和花朵在白天時會平展張開，到了傍晚下垂閉合，日復一日，循環不已。 為什麼人和大自然裡的生物會以這種24小時的週期運作呢？這是因為我們所在的地球是顆充滿節律的星球：它以地軸為中心不停自轉，產生了白天與黑夜的變化。萬物生活在地球上，為了生存下去，都得配合這個節奏活動。地球自轉一圈要24小時，晝夜交替也就以24小時為週期。 除了光線的明暗變化，氣溫、濕度等也都有24小時的週期變化。生物體內以晝夜24小時為週期的生理時鐘，稱為「約日節律」，每個週期大約就是一日。 約日節律是生物體內最普遍的生理時鐘，除了「睡眠與甦醒」的週期，你的體溫、血壓、荷爾蒙的製造與分泌、腸胃蠕動和新陳代謝等各種生理活動全都配合著晝夜交替。舉例來說，你體內的一種荷爾蒙「褪黑激素」就會在晚上大量分泌，讓你想睡覺；到了天明時停止分泌，你就會逐漸清醒。

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