报道:科学家们发现,对于我们人类来说,晚霞也许并不只是一幅美景,也是让机体重置生物钟的信号。
从睡眠模式到消化代谢,生物钟控制着我们生活的方方面面。一项最新研究表明,小鼠能根据光线的颜色变化来设置生物钟,这一机制应该也同样适用于人类。Science特别刊文介绍了这个出人意料的发现。
“这项研究为我们开启了新的大门,展现了生物钟对周围环境的适应,”加州大学的生化学家CarriePartch评论道。
昼夜节律是指一天之中生命活动的潮起潮落,人们一直知道光照在这一过程中起到了重要作用,但并不清楚光线不同属性(比如颜色和亮度)的具体影响。“人们一般认为,生物钟通过某种方式衡量外部世界的光照量,这似乎成了一种常识,”曼彻斯特大学的神经学家TimBrown说,他是这项研究的领导者之一。“我们觉得事情应该没这么简单。”
Brown等人对大脑的视交叉上核SCN(suprachiasmaticnucleus)进行了研究,这一区域是所有脊椎动物共有的,也是机体控制24小时昼夜节律的地方。研究人员想知道,颜色信号是否能够影响生物钟。
研究人员用不同强度和颜色的光线照射小鼠,同时对SCN神经元进行检测。他们发现,至少有四分之一的神经元对颜色改变应答强烈,尤其是短波长的蓝光,这种光线在黄昏后的天空中占主要地位。研究人员还在小鼠笼子的上方建立了“人造天空”,模拟白天、黑夜以及光线的颜色改变。小鼠是夜行性动物,在晚上体温会达到顶峰。研究人员发现,如果人造天空的光线暗下来但没有颜色改变,小鼠生物钟就会发生紊乱,体温达到峰值的时间比正常早三十分钟。
随后,研究人员检测了小鼠大脑的SCN切片。“这些细胞在体外还可以继续放电,”Brown说。研究人员在此基础上评估了小鼠生物钟的快慢。研究显示,没有看到颜色改变的小鼠,生物钟落后于看到颜色改变的小鼠。这说明体温峰值的变化的确是生物钟引起的。相关论文发表在近日的PLOSBiology杂志上。
Brown认为这项研究的结果也适用于人类,“这有助于人们更好的治疗时差或者季节性抑郁。”这一发现还改变了人们对颜色视觉(colorvision)进化的理解。研究人员指出,颜色视觉有助于动物更好的设置生物钟,因为云层会减弱阳光的亮度,但阳光的颜色依然可以表现出来。
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