书城科普时光机器:隐藏在时间中的科学
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第57章 为什么要研究生物钟

讲到这里,也许有人会问,科学工作者花费这么大的精力来研究生物钟,有什么现实意义呢?

迄今为止,我们研究生物钟的目的,不是在于要用生物钟来计量时间,因为我们已经有了非常精确的晶体钟和原子钟,这比起生物钟要精确得多。研究生物钟的目的,在于认识生物界,了解生物界未被人类所认识的规律性,更好地改造自然。同时,我们也可以从生物界得到许多有益的启示,为我们现代科学服务。

生物钟是生物长期进化的产物,是生物为了确保生存而适应环境条件的重要手段。

为了提高农作物的产量,我们可以尽量满足作物所需要的自然环境条件。比如大豆在12∶12的光暗循环条件下,开花早、产量高;在9∶9或15∶15的条件下,开花迟,产量低;而在8∶8或16∶16的条件下,就不能开花,没有收获。

另外,我们又可以适当地改变环境条件,人为的调拨生物的生物钟,使它们向着对人类有利的方向发展。有些水稻的品种对日照的长度非常敏感,它可以感知日照长度的微小变化,每天延长或缩短几十分钟的光照,就可以使水稻开花的时间推迟或提前许多天。

生物钟和人类也是密切相关的,据医学文献上记载,有许多疾病周期性的发生,如周期性发烧,周期性腹疼,周期性呕吐,周期性麻痹……甚至有这样的事:有位足球教练,他的膝盖有规律的每9天发生一次肿胀,使他不得不按这个规律来制定练球计划。这些疾病,显然和人体的生物钟有关。对生物钟的研究,就可以帮助我们揭开这些病因的秘密并提供科学的治疗方法。

人体在不同时间对各种药物的敏感性也不一样,通过实验得知:心脏病人在上午4时对药物“洋地黄”的敏感性要比别的时候大40倍,糖尿病人则在上午4时对“胰岛素”最为敏感。为了增加疗效,减小副作用,就可以根据生物钟的原理控制病人的服药时间。

据说人的衰老也与人的生物钟有关,有的人衰老得慢,有的人衰老得快,这是因为他们的生物钟的某些特性不同。研究生物钟,可以给人们提供长寿的方法。

大家知道,无论是宇宙飞船还是核动力潜艇,都需要人来驾驶。这些驾驶员是在密封舱里工作的,根本看不到白天和黑夜,作息时间是人为地用电光来控制。特别是宇宙飞船遨游太空时,地球上的各种环境节律都已消失了,但是人的生物钟仍然需要按着24小时的节律来工作,否则人就会感觉疲倦不堪,无法完成航行任务。所以,必须使宇宙飞船控制台的工作制度完全符合地球上24小时的时间节律。

有些动物在长途的迁徒中,有着惊人的根据天体定位的本领,这就需要用它们的生物钟对时间进行精确地校正。如果我们弄清了生物钟的本质、时间感受器的特性和记忆时间的原理,毫无疑问,对我们设计自动导航和自动跟踪系统是会大有帮助的。