人们利用昼夜节律对动植物改造的例子

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人们利用昼夜节律对动植物改造的例子
地球物理环境的变化对于机体最为常见的影响,是地球自转形成的昼夜变化可以引起生物体内生理活动发生节律性变化。

生物体这种与自然昼夜交替大致同步的生理活动周期性的改变,称为昼夜节律(circadian rhythm)。

24h昼夜节律的形成,是外界环境周期性明暗变化的直接结果。

昼夜节律是生物在漫长的进化过程中逐步建立起来的,并且已经成为自身固有节律的一部分。

因此,可以说生物对于地球物理环境变化的适应性形成了昼夜节律,并使之成为自身赖以生存的重要条件,这是生物物种得以保存与延续的根本原因。

与地球自转、地面明暗交替相对应的,是生物的活动与休息相交替。

早在1729年就有学者观察了昼夜节律对于植物的影响:将植入天芥菜属植物的两个花盆分别放在箱子内及曝露于箱子外,发现在白天无论是否受到太阳光的直接照射,两盆植物的叶片都是伸展的;而在夜晚,放置于箱子内及曝露于箱子外的两盆植物叶片都是卷曲的。

说明昼夜节律对于植物的生长具有调节作用。

生命现象几乎都是以近似24h周期发生着变化,绝大多数动物在这一周期内,都有一次生长时间休息的行为变化。

早晨,太阳从东方升起,光明驱散了黑暗,几乎所有的动物都充满了活力,开始了一天的活动。

当夜幕徐徐降临,黑暗笼罩大地之后,动物也就安静下来,开始休息。

极少数夜行动物(如大鼠、小鼠等),在白天明亮的环境中休息,等到晚上黑暗降临才开始觅食的活动。

有时动物出于无奈,被迫改变了活动的时间,但24h中活动和休息交替的规律仍然继续保持。

人与生活在自然界的所有其他生物一样,并非仅仅是自身独立存在而已,必须依赖和适应自然环境,有机体有节律的生活必须与昼夜节律这一客观节律相互协调一致,才能够生存下来,繁衍昌盛。

有机体经常是按照与外界周期性变化相同步的适应性变化,来创造体内活动的条件。

人体的多种生理指标,如体温、氧耗量、血压、白细胞数、血液中肾上腺皮质激素和其他多种激素的含量、脑组织生物化学成分的含量等,都具有昼夜节律,几乎全部生理功能都具有周期为24h 的节律性变化。

早晨醒来后神清气爽,生机勃勃,与肾上腺皮质激素分泌的昼夜节律在此时处与最高峰有关。

当24h节律被破坏时,可能引起机体多种生理功能障碍。

研究昼夜节律与生物体内功能变化关系的学科称为时辰生物学(chonobiology)。

由于一天内的生物学时间变化,机体抵抗力的强弱也随着变化,甚至连生死的时间也有所不同。

将小鼠曝露在噪声很强的环境中,它在白天休息期几乎不受影响,到夜间活动期则狂躁不已、发生痉挛甚至死亡。

人也因为生物时间变动而产生很多不同的反应,而且不同个体的昼夜节律也很不相同。

有的人早晨工作效率高,有的则在午后工作效率高,而有的甚至在夜间工作效率最高;有的时候情绪安定,有的时候容易激动。

在不同时刻进行的心理学与生理学试验,所得到结果也不一致。

孕妇为什么常常在夜间出现阵痛,在早晨分娩?医师为什么经常在这些时候因心肌梗死患者发病而忙碌?青光眼的疼痛、各种过敏性哮喘也总是在一定时刻发作;甚至药物的效果也随一天的生物学时间而不同,合适的给药时间,
可以使药物产生最大的治疗效果和最少的不良发应,由此而诞生了时辰药物学这门新的学科。

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