大自然的時鐘

朱長超

鐘表的產(chǎn)生是近代的事。1386年，世界上誕生了第一架利用重錘作動力的機(jī)械時鐘。在此之前，人類已發(fā)明了滴漏、沙漏、日晷等計時器，不過，它們的歷史至多只有一二千年。

然而，在人類能計時之前，大自然就已設(shè)計了多種神奇的時鐘，它們印刻在生物的軀體上，隱藏在生物的大腦中，潛藏在微小的細(xì)胞里。

化石鐘

珊瑚體外殼是一只精美的時鐘。每經(jīng)一個晝夜，它的外殼上就增長一個環(huán)紋；每經(jīng)一年，外殼上就增長一個密集的生長帶。珊瑚體死了，變成了化石，就成了化石鐘。在泥盆紀(jì)（距今約4－3.5億年）的化石鐘上，每個生長帶有400條環(huán)紋；在石炭紀(jì)（距今約3.5－2.8億年）的化石鐘上，每個生長帶有395－390條環(huán)紋?；姕?zhǔn)確地告訴我們，一年的天數(shù)不是從來如此，而是不斷變化的，泥盆紀(jì)年代一年有400天，石炭紀(jì)年代一年有395－390天?；娺€紀(jì)錄著，中生代初期（距今約2.3億年）一年為385天，新生代初期（距今0.65億年）一年是371天，現(xiàn)在一年是365天。

化石鐘是1963年3月由美國古生物學(xué)家約翰·威爾斯首先發(fā)現(xiàn)的，它告訴我們古往今來年月的演變。

人體鐘

人體內(nèi)也有個鐘在準(zhǔn)確地走動，主宰著身體各器官的運(yùn)動。據(jù)測定，每天下午5時人體分泌最多的胰島素；每天上午11時，紅血球的數(shù)目變得最多；下午11時，白血球又達(dá)到高峰。

據(jù)法國賴因伯格博士20年的研究，在人體鐘的支配下，運(yùn)動員下午18時左右競技狀態(tài)最好，成績也最優(yōu)異。奧運(yùn)會等比賽成績表明，中長跑的創(chuàng)紀(jì)錄平均時間在18點(diǎn)28分，撐桿跳，跳遠(yuǎn)，三級跳創(chuàng)紀(jì)錄的時間大都在18點(diǎn)24分。

人體鐘隱藏在哪呢？美國生物學(xué)家在浩瀚的腦海中找到了它。他們先發(fā)現(xiàn)，猴子的下丘腦中有2萬個神經(jīng)原組成的一小串細(xì)胞，破壞它們，猴子的節(jié)律就會失常。繼而，他們發(fā)現(xiàn)，人的這一小串細(xì)胞受了損傷，飲食、睡眠就會紊亂。

人體鐘的研究對于醫(yī)藥、管理學(xué)、教育學(xué)有重要意義。按它決定的節(jié)律服藥，會提高療效；按它決定的節(jié)律學(xué)習(xí)或安排工作，都會大大提高效率。

分子鐘

生物體內(nèi)還有一架更小的時鐘，這就是分子鐘。

種瓜得瓜，因?yàn)樽哟z傳物質(zhì)DNA分子上的基因是父代DNA的拷貝。不過，拷貝也會出差錯，基因會發(fā)生突變。由于基因突變，魚類上了岸，猿類中出現(xiàn)了人。如果DNA上的基因亙古不變，遺傳拷貝絕對相同，地球上就不會有紅花綠葉，不會有鶯歌燕語，只有最原始的生命類病毒。

分子生物學(xué)告訴我們，基因突變的發(fā)生有一定規(guī)律，從不同物種的DNA分子的差別，可計算出兩種生物分化的時間，DNA的差異越大，分野的時間越長。

運(yùn)用分子鐘，科學(xué)家計算出了靈長類動物進(jìn)化的時間。人類的遠(yuǎn)祖是象老鼠那樣的樹鼩。從樹鼩到人類要經(jīng)過多少歲月？由于免疫球蛋白分子的變化是由基因的變化造成的，分子生物學(xué)家就考察了人和老鼠的免疫球蛋白分子K鏈之間的物種差異，發(fā)現(xiàn)要經(jīng)過4萬次變異才能造成這種差異。一次變異要2,000年，就是說，從樹鼩到人類，經(jīng)歷了8,000萬年漫長歲月，這與根據(jù)靈長類化石得出的年代是一致的。

（本欄圖：羅捷）