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第21章 生命节律的成因和体内时钟的方位(2)

他们做了大量的科学实验。以情绪节律为例,情绪节律与月相周期基本一致,那么月亮是通过什么渠道影响生物体呢?科学家们做了长期研究,起初认为是月光。可是月光不过是日光的三十万分之一,要是有影响的话,也应该是日光而不是月光。后来又认为是月球引力,接着也排除了,因为科学试验表明,月球对花的引力与人在花旁边对花的引力相当,如果月球引力能造成植物节律的话,那岂不是人体引力也能对植物造成节律么?这是不可思议的。后来科学家们发现,一切生物,大至树木,小至细菌,包括我们人体,都能测出与月相变化有关的直流电压的突变。这种突变与相应的温度、湿度、大气压及其它气象因素有关。由于人体的电性质同人心理因素是密切相关的,因此,存在着月相变化影响人的情绪的可能性,而月相的变化是间接地影响地表的电磁场,从而使生物发生变化的。那么,月亮又是如何影响地球表面的电子磁场呢?科学家发现,地球大气如同海洋一样,在月球的作用下,会产生潮汐作用。大气的这种运动会影响地球表面的电磁场。

3、对环境论的质疑

这些试验工作尚缺乏有力的证据。就月相和人的情绪关系而言,如果这一理论成立的话,那么,月相的影响应当是面对全人类,受影响应当人人均等,那岂不是地球上所有人的情绪都同步随月相的变化而变化么?然而,人的情绪节律实际上在同一时刻因人而异,是各自遵循自己28天的循环周期波动的。那么,月相究竟如何影响人的情绪周期呢?话说回来,假使确实存在一种人的情绪随着月相同步变化的节律,那么这两种情绪节律又有什么关系呢?至今,人们恐怕还一无所知。

四、总结

总之,神创论也罢,进化论也罢,环境论也罢,三者各说其论,互不相让。笔者认为,神创论显然是站不住脚的,而进化论则较为客观和科学,符合辩证唯物主义论的认识论。不过,环境论也似乎不无道理。这三种不同论说,也许要长时期存在下去。

笔者认为,生命节律是亿万年自然进化赋予生命的一种基本特征。生命节律具有内源性和可遗传性,同时又受到环境信号的整合与校准。生命节律的真实含义就是生物在适应自然环境节律过程中,通过适应、进化、再经过遗传而体现出来的生活规律与节奏。宇宙中的节律深刻地影响着生物体的生理活动过程,导致有机体随之呈现出相应的节律现象。在生物进化中,宇宙中的自然节律已在生物基因上打下了烙印,因此,生命节律是生物机体固有的;每种生物都有其特殊的节律,不但受基因制约,而且能遗传。在生存斗争中,如果个体能适应环境节律,该物种就能延续与繁衍。

(第二节)“体内时钟”的方位

生物体生命活动的节律性是谁操纵的?是怎样操纵的?这种“体内时钟”究竟长在生物体的什么部位?这是近代生物学家孜孜不倦探求的秘密,目前已找到部分答案。

生物学家拿来两只蟑螂,其中一只是普通的,而另一只是不明原因,其生命节律被破坏了的。动个小手术,把它们背对背连接起来,过了一段时间,生命节律被破坏的蟑螂也恢复了昼伏夜出的老习惯。那么,破坏的“体内时钟”是怎样修理好的呢?生物学家试着把普通的蟑螂身上的各种组织移植到生命节律被破坏的蟑螂身上,结果发现,是咽下神经结的神经细胞起作用,能治疗“节律错乱症”。这就证明,正是这些神经细胞分泌某种物质,调节生物的昼夜活动习惯。而这些神经又受到外界光线变化的影响,外界信号通过眼睛传给分泌这种物质的细胞。

美国哈佛医学院的摩尔·伊德和利迪克等生物学家在啮齿动物脑中鉴定到一个类似的区域,称之为上交叉细胞核。如果这个区域被破坏,啮齿动物就丧失了它们进食和其它行为的昼夜节律。以后,他们解剖猴的生理结构发现,这个区域就是下丘脑中的两串神经细胞,位于脑子的第三室(一个充满液体的腔)尖端的两侧。当这些神经细胞串遭到破坏时,猴子的昼夜活动周期也就被破坏了,而其它节律,如体温节律则不受影响。他们认为,“这些显然不是唯一的生物钟,但它肯定是一个重要的钟。”于是,他们沿着灵长类的世系,系统地研究78种美洲和欧洲灵长类猿猴的脑子,以及年龄从200天左右的胎儿到50岁年龄不等的16个人脑的各个部位。结果发现,在每一个人脑中,都具有同样的细小而呈圆形的神经细胞,只是人体这些细胞更分散地处于脑室两侧,而不是在脑室的尖端上。他们认为,这也许是人类的睡眠——觉醒周期没有动物刻板的缘故。虽然这些细胞的确切机制还不十分清楚,但摩尔·伊德说,这些细胞明显的是“内生的,自控的领步者”,它向脑的其它部位输送出准确的信息。

生物学家通过各种试验得出结论,不同门类动物昼夜节律“体内时钟”的部位不同。软体动物海兔由双眼和腹神经节组成,蟑螂为咽下神经结,脊椎动物包括人类为下丘脑交叉上核、松果体、脑下垂体和肾上腺。目前,生物科学家们正在研究“体内时钟”精确解剖部位以及昼夜节律“体内时钟”与其它节律“体内时钟”之间的神经体液的联系途径等。

植物体内尚未发现“体内时钟”。其昼夜节律产生于细胞机制,特别是色素系统的作用,这也许是植物体昼夜节律的重要成因。

由于单细胞生物离体组织以及细胞本身都存在昼夜节律,有些生物学家提出,生物“体内时钟”应存在于细胞水平,而多细胞活体动物的“体内时钟”起推动和调节细胞“体内时钟”的运动作用。在同步因子参与下,生物体各种节律保持协调一致的活动。

科学家们研究发现,世界上每个生物的体内都有自己的“钟”。而人体生物钟的位置,经解剖被确定在人的丘脑下部,受大脑皮质控制,经过许多的神经和内分泌效应器系统作用于身体各器官。生物钟的运行有些是在器官本身,但须接受丘脑下部的统一管理。当丘脑下部受到损伤,人的整个机体的运行就会发生严重失调和紊乱。生物钟运转的过程,是伴随着生命周期的发生、生长,直到衰老死亡。科学研究发现,人体各系统器官、细胞、亚细胞结构有多种多样的生物钟在运转。当视网膜接收到光线信息,信息被送往SCN(视交叉上核),SCN就像交换机,将经过处理的信息转发给松果体。松果体是位于太阳穴深处的腺体,就像一颗椭圆的豌豆,由它分泌的“褪黑素”是最好的安眠药。可以说,垂体就是控制人体昼夜节律的CPU,是生物钟的核心。以至于笛卡尔称它为“灵魂之所在”,中国古人将它视为“天眼”。

也有人认为,生物钟现象与体内的褪黑素有密切的关系,由于褪黑素是由松果腺所分泌,因此生物钟也应该位于松果体上。

过去,生物钟都被认为是只有高等生物才具有的生理现象,真菌中的生物钟的发现确定了生物钟现象并不一定需要脑的参与,蓝细菌的生物钟的发现确定了生物钟可以仅在单个细胞内就完成生命节律现象。最近一些年的研究结果表明,“生物钟”甚至可能遍布全身,几乎所有活生物的每个细胞,都存在控制生理节律的“生物钟”

总之,在这方面的研究还刚刚开始,对于生命节律的形成方位还缺乏准确的物理和化学解释。由于不能对活着的人进行这类解剖,目前还仅限于对松鼠、猴子、螃蟹、乌龟等动物的试验,因此,对人体的“体内时钟”的研究资料还极为贫乏。而且,即使是对已经确定的部位——视交叉上核,我们人类目前只知道它位于脑的神经中枢的视丘下部底端的视神经交叉的部位,知道有一部分视神经纤维到这里汇集,它能输送氨基酸到网膜的周围,对视神经的刺激会做出应答等等。但是,对其构造和机理尚未搞清,它是作为一个整体具有计时功能呢?还是其中每一个细胞单元都是“体内时钟”呢?况且,以上所有试验都是针对昼夜节律而进行的,对于生物体其它各种节律,特别是对于体力、情绪和智力三节律是否适用,也还缺乏可靠证据。也许,目前我们只能笼统地说,生命节律是由于地球物理周期影响和人体内部细胞组织器官系统极其复杂的运动和相互影响的结果。或者说,其物质基础是支配各个组织器官的代谢和功能的中枢神经系统细胞代谢的周期性变化,由此表现为一系列规律而有顺序的生物机能的变化。

不过,我们相信,随着现代科学技术的发展,通过研究生命节律的科学家们的不断努力,生物体“内部时钟”的方位一定能准确找到。

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