台灣立報 作者: PanSci 專欄作家 葉綠舒
永恆的黑暗會對生物有什麼影響呢?
德國的研究團隊在索馬利亞沙漠的一個地下洞穴裡找到了答案(1)。
地球上的生物由於受到日照週期的影響,我們的生物時鐘大約都在24小時左右,
但每個人會有一些小小的不同,就像同一個工廠出廠的時鐘也會有一點誤差是一樣的。
生物時鐘會受到光的調節,
如果是每天變動一點點(例如一地的隨著地球公轉所產生的緩慢的日照週期變化)
所需要的調節我們不會感受到;
但如果忽然之間晝夜顛倒(比如說坐飛機去美國),
由於日照週期的變化無法馬上對我們的生物時鐘進行那麼大的調整,
就會有所謂的時差(jet leg)囉!
對動物來說,日照週期主要經由眼睛來感應,
但是身體所有的細胞也可以感應光並做出適當的反應。
眼睛以外的組織對光的反應,
在哺乳動物以外的其他動物(如魚)是相對更重要的。
但是對於Phreatichthys andruzzii(安氏坑魚,鯉科)(2)來說,
兩百萬年在索馬利亞沙漠的地下洞穴生活,產生了重大的影響。
由於長時間在黑暗中演化,使得Phreatichthys andruzzii不但失去了眼睛,
身體其他的組織對光也沒有反應。
科學家發現,Phreatichthys andruzzii的生物時鐘,不是24小時,而是47小時,
這其實蠻有意思,如果將來還有機會發現在類似狀況下演化的生物,
觀察他們的生物時鐘長度,或許可以幫助我們瞭解是否在無光狀況下生活的生物,
他們的生物週期都是47小時左右。
其實生物時鐘雖然會受到光線的調節,但是核心的時鐘基因(clock genes)並不受到光的調節,
而是按照自己訂好的行程照錶操課。
但對於絕大部分地球上的生物來說,因為日照週期的影響,
即使放到無光或24小時連續光照的環境下,
生物時鐘也還是以大約24小時為一個週期的狀態繼續運轉。
所以Phreatichthys andruzzii的47小時生物時鐘著實令人好奇啊!
既然Phreatichthys andruzzii對光沒有反應(也就是說光不能調節牠的生物時鐘),
那麼什麼可以調節它的生物時鐘呢?
科學家發現食物可以調節牠的生物時鐘。如果養牠的人24小時餵牠一次,
牠的生物時鐘就會調成24小時。
而且這個現象不是只有在Phreatichthys andruzzii裡面觀察到,
斑馬魚的生物時鐘也受到食物的影響。
也有科學家認為,如果再讓Phreatichthys andruzzii生活在黑暗中幾百萬年,
或許牠的生物時鐘就會完全消失了,
您覺得會消失嗎?
參考資料:
1. BBC Science.2011/9/10. Fish living in the dark caves still fell the rhythm of life.
2.Wikipedia. 2001/9/8. 安氏坑魚
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