有时你不必看钟。当你饿的时候,你知道该吃饭了。当你困的时候,你知道该睡觉了。当然,如果你午餐吃得很饱,那么当你感到饿的时候,可能已经过了晚餐时间。如果你睡得很晚或者正在参加一个令人兴奋的聚会,那么当你感到困倦时,可能已经过了睡觉时间。然而,在正常情况下,你感到困倦和饥饿的时间总是非常接近正常的就寝时间和用餐时间。

你有一个周期性的变化,让你在特定的时间间隔感到饥饿,在特定的时间间隔感到困倦。这些周期性变化非常有规律,所以你可以用它们来测量时间(非常粗略)。这些周期是“生物钟”的一个例子

生物界有一个稳定的循环。最重要的是昼夜交替,但也有一天两次的潮汐节奏。这种节奏的幅度随着月亮的相位而变化,而温度周期随着昼夜周期和季节的年周期而变化。

对这些变化的生物反应是有用的。如果它需要在晚上或者只有在温暖的季节寻找食物,它可能会在白天睡觉或者在冬天冬眠。如果它要在海岸产卵,最好在满月的高潮时产卵。甚至植物也会对这些节奏做出反应,因此叶子会在日落时下垂,花朵或果实会在特定的季节开放和成熟,等等。

我们无法想象生物学能有意识地做到这一切。他们不会说“现在是晚上,我要睡觉了”或者“白天越来越短,我要落叶”。在生物体中,确实有适应外部世界天文周期的自动周期。这种适应性是自然选择的结果。适应性强的动物或植物比适应性差的动物或植物活得更好,并有机会获得更多的后代,从而使这种适应性代代提高。

这种内部循环甚至存在于分子水平。体温有规律地上升和下降,某些血液成分的浓度有规律地上升和下降,身体对某些药物的敏感性增加和下降,等等。这些循环中的大多数需要大约一天来完成一个“举升运动”。这些周期被称为“昼夜节律”。

内部循环受环境节奏控制吗?不完全是。如果一个动物或植物被放置在一个没有外部节奏的人工环境中——有恒定的光或恒定的温度,那么这些节奏将会继续。

这些节奏可能不是很明显,在严格的24小时周期内可能会有轻微的变化,但这些节奏仍然存在。环境节奏只是一种“精细控制”功能。

乘坐喷气式飞机长途旅行的人会发现,当他们的内在节奏不再适应这种“昼夜循环”时,他们会发现自己处于完全不同的时区。这将导致许多不舒服的症状,直到生物钟被重新调整。

至于生物钟是如何工作的,我可以用四个字告诉你:没人知道!

人体内有周期性的化学反应吗?如果是这样的话,生物钟应该随着温度或药物而改变,但事实并非如此。那么,它是不是与外部世界的一些微妙节奏有着连锁关系?即使除去阳光和温度的变化,这种连锁关系仍然存在?或许如此。但是如果是这样,那么我们还没有发现这些节奏的本质。