達雷爾·摩爾通常是一位研究蜜蜂的專家。他已經研究蜜蜂40年了。但幾年前，他的同事托馬斯·瓊斯向他詢問了一些奇怪的蜘蛛行為。
瓊斯研究他的本科生在東田納西州立大學校園附近採集的球蛛的社會行為。蜘蛛既是捕食者又是獵物。它們的攻擊性和被動性會隨著荷爾蒙水平而波動，荷爾蒙水平決定它們更有可能吃掉還是被吃掉。瓊斯注意到，蜘蛛的行為——在膽大和膽怯之間交替——也與一天中的時間密切相關。他請晝夜節律專家摩爾研究蜘蛛調節日常活動的內部時鐘。
晝夜節律決定了身體的許多最基本的過程，包括進食、睡眠和激素分泌。先前研究的每個生物體——從人類到倉鼠到果蠅到細菌——或多或少都遵循24小時的晝夜迴圈。然而，當科學家測量垃圾線球蛛的內部時鐘時，他們看到了一些非同尋常的東西：蜘蛛以18.5小時的一天運轉，這是有史以來觀察到的最短的自然晝夜節律週期。“這完全出乎意料。我們沒想到會看到這樣的事情，”摩爾在上週在華盛頓特區舉行的神經科學學會年度會議上的演講中說。“理論上，[這些蜘蛛]不應該存在。”這些蜘蛛類似於科學家在實驗室中建立的用於研究如此短的晝夜節律的突變動物。他說，這些動物“有很多困難，難以生存。”
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為了測量時鐘，科學家將蜘蛛放入試管中，將它們放在黑暗中，並用紅外線照射它們。每當節肢動物移動時，它們就會觸發光束來記錄它們的活動。大多數時候，蜘蛛保持靜止不動，就像它們掛在網上一樣，但每天有幾個小時它們會表現出活躍的爆發。
在沒有光和熱來標記時間流逝的情況下，蜘蛛以18.5小時的週期休息和移動。然而，如果研究人員讓蜘蛛暴露在光線照射下，它們會在第二天將時鐘重置六個小時。對於動物世界的絕大多數來說，這就像每天有六個小時的時差，但蜘蛛會立即調整，沒有任何問題。
達雷爾·摩爾。圖片來源：理查德·布拉德利
這種將內部時鐘調整以匹配外部提示的過程稱為同步，而且沒有其他生物體（據我們所知）能夠將其時鐘調整超過一兩個小時。摩爾說，當他告訴其他晝夜節律研究人員這一發現時，“他們的第一反應是，‘什麼？’第二反應是，‘哦，該死！’”
擁有一個偏離自然24小時週期的內部時鐘通常被認為是不利的。具有顯著改變晝夜節律的基因突變的動物壽命較短，而人類的晝夜節律睡眠障礙會產生嚴重的負面影響，包括增加肥胖、抑鬱、心血管疾病和癌症的風險。
垃圾線球蛛似乎過得很好。在一天的大部分時間裡，它們都掛在網上，偽裝在由垃圾（糞便、剩餘的獵物碎片或其他散落的碎屑）製成的垂直絲線中。在那裡，它們等待著毫無戒心的昆蟲被抓住，同時自己也躲藏起來，免受其他捕食者的侵害。每天晚上有幾個小時，蜘蛛開始工作，建造和修復它們的網。大多數球蛛會在日出後重建它們的網。但由於它們的時鐘更快，垃圾線球蛛會提前開始，在天還黑的時候就變得最活躍。摩爾和瓊斯表示，這種黎明前的工程壯舉可以幫助蜘蛛避開捕食者，這或許可以為垃圾線球蛛更快的內部時鐘提供進化解釋。
自從最初的發現以來，科學家們已經測試了20種蜘蛛，並確定了其他七種蜘蛛以非常短的時鐘（17、18和19小時）、非常長的時鐘（27、28和29小時）或根本沒有時鐘運轉。“發現的興奮是科學的意義所在，而這已經是一片肥沃的土地，”瓊斯說。“每次我們觀察一個新物種，它都會有一些奇怪之處。”
科學家們現在正在測試時鐘基因，以弄清蜘蛛的生物鐘是如何工作的。他們還建議應該測試其他物種的晝夜節律。賓夕法尼亞大學的睡眠研究員西格麗德·維西同意這一觀點，她沒有參與這項研究。“這給我們科學家敲響了警鐘，我們應該觀察野外的生物，”她說。“僅僅觀察實驗室訓練的物種不足以回答其中一些更大的問題。”