时间的奥秘：从生理时钟到宇宙演化 | 联合早报

日出而作，日入而息。 古人早已察觉到自然界的周期变化与人体活动联系紧密。地球相对于太阳每24小时自转一周，形成昼夜交替，而我们身体的运行也遵循着这个规律。即使没有闹钟的提醒，我们也能在每天相近的时间自然醒来。而搭飞机经历长途飞行后，身体疲惫不堪，需要一段时间才能调整时差，适应新的时区。这些都是我们体内生理时钟的奇妙作用，又称昼夜节律（circadian rhythm）。

生理时钟：昼夜节律的秘密

2017年，美国三位遗传学家Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young因发现控制昼夜节律的分子机制而荣获诺贝尔生理学或医学奖。他们发现，细胞内的PER、TIM和DBT基因所产生的蛋白质，会随时间推移在细胞内积累，并在达到一定浓度后抑制自身的合成，形成一个约24小时的周期性循环，与地球自转同步。这种细胞内的“生物钟”不仅存在于人类，也存在于其他动物、植物甚至细菌中。

这项诺贝尔奖研究证实，细胞自身就具有一个约24小时的时钟。然而，时钟的精确校准需要两个部分的协调：一是位于大脑的视交叉上核（suprachiasmatic nucleus），它作为中枢生理时钟，通过光线调节褪黑激素的分泌，掌管着我们的睡眠和清醒周期；二是分布于心脏、胃肠、肝脏、肌肉等器官的局部时钟。这些局部时钟与中枢时钟相互配合，共同调节着我们的生理节律，帮助我们在熬夜或跨时区旅行后重新调整作息。