太陽時是真正的時間

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我最初於2007年1月31日.發表於此。

如果您真的“為了文章”閱讀這個部落格,尤其是關於時間生物學的文章,您就會意識到光暗週期是最強大的環境線索,可以使晝夜節律時鐘同步。但這並不是唯一的線索。時鐘也可以透過許多其他(“非光”)線索來同步,例如,定時用餐、定時鍛鍊、每日劑量的褪黑激素等。

異溫(“冷血”)動物的時鐘也可以與溫度週期同步。蜥蜴可以與溫度週期同步pdf),其中夜間低溫和白天高溫之間的差異小至 2 攝氏度。當從溫血動物身上取出時,SCN 時鐘也可以同步(如果您是這裡的常客,您會認出這個名字,不是嗎?)透過溫度週期(大概是一個很好的反饋迴路,可以穩定哺乳動物的節律:時鐘使體溫週期同步,體溫週期使時鐘同步)。


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一些齧齒動物可以在同種氣味或資訊素的影響下,使其時鐘發生相位轉移(因此,如果每天呈現,則可以推測為同步)。在一項舊研究(該研究不是很完善,但可以從資料中得出足夠的結論)中,在恆定條件下成群飼養的大鼠將其節律相互同步(而鵪鶉則沒有),這表明存在某種社會同步,可能是由氣味介導的。

社會性動物應該對社會線索敏感,並且據推測,它們的時鐘也可以透過社會線索來同步。人們也普遍認為,沒有其他動物的時鐘像人類的時鐘那樣對社會線索敏感。

在這個領域中的每個人都聽說過尤爾根·阿肖夫 (Jurgen Asschoff) 和其他人在 1950 年代和 60 年代在德國安德克斯 (Andechs) 進行的實驗的軼事,其中人類志願者在舊地下掩體中長期處於恆定光照條件下(我認為阿肖夫的掩體現在作為科學紀念碑儲存下來,就像克努特·施密特-尼爾森 (Knut Schmidt-Nielsen) 的駱駝室在杜克大學被儲存下來,並帶有一塊漂亮的黃銅牌匾一樣)。根據該領域的傳說(這些東西是否曾經發表過?),報紙等社會線索,或者被叫進來送食物的技術人員的外觀(例如,睡眼惺忪的樣子,或者下午 5 點的胡茬)足以使人類受試者同步。

直接測試不同環境線索的相對重要性總是很困難的。當然,人們可以透過讓光暗週期和溫度週期呈 180 度異相來直接競爭它們,看看動物實際上與哪一個週期同步(幾年前在粗糙脈孢菌中發表了這樣一項研究was published)。但是,您怎麼知道強度是相等的? 1000 勒克斯相當於多少攝氏度? 十度、二十度還是一百度?

因此,或許應該關注生態相關的環境線索強度水平。但是,如何在自然界中分離出兩個同步的線索來進行實驗呢? 當然,使用人類進行這項實驗,因為社會已經確保某些線索被分離! 而這正是蒂爾·羅內伯格 (Till Roenneberg)、C. 賈伊拉傑·庫馬爾 (C. Jairaj Kumar) 和瑪莎·梅羅 (Martha Merrow) 在《當代生物學》雜誌上發表的一篇新論文中所做的:人類晝夜節律時鐘與太陽時同步(第 17 卷,第 2 期,2007 年 1 月 23 日,R44-R45 頁)

他們所做的是利用時區非常寬廣這一事實——每個時區大約 15 個角度。這意味著官方(社會)午夜和真實(地理)午夜僅在貫穿時區中間的非常狹窄的地帶重合。歐洲大部分地區屬於一個時區。如果歐洲的官方時間是午夜,即時鐘敲響 12 點,那麼在慕尼黑這樣的地方,實際上是午夜(如“午夜”),但在布加勒斯特已經晚了一個小時左右,而在里斯本還要等一個小時左右。

因此,在本文中,他們研究了超過 21000 名德國人的實際同步模式,以瞭解他們是否與真實的午夜同步——這表明光線線索更強,或者與官方午夜同步——這表明社會線索更強。他們控制了年齡、性別、時間型(貓頭鷹/百靈鳥)和一般文化(前東德和西德),他們的發現非常有趣:在小城市、城鎮和鄉村,人們與光暗週期同步,並且大多忽略官方時間。然而,城市越大,與真實光暗週期的獨立性就越高。相位被延遲,並且更符合官方時間。

真的很難解釋這些發現。大城市的人們與官方時間同步是因為更強的社會線索(繁忙的大城市生活和社會場景),還是因為他們更好地躲避了自然光暗週期,並且由於光汙染和技術,能夠更好地將人工光暗週期強加於他們的時鐘之上。我假設理清這個問題將是他們的下一個專案。

但是,這項研究確實讓我們對所有關於安德克斯掩體的軼事採取了更加懷疑的態度。當然,在沒有任何其他線索的情況下,社會線索可能會起作用,但它們並沒有那麼強大,並且似乎無法克服自然光週期在人們能夠感知自然光週期的地方的影響。我猜想,人們可以將大城市(“黑匣子”)的生活視為實驗室實驗,其中社會充當實驗者,將光暗週期強加於人們,而鄉村的生活更像是田野實驗,其中人類受試者暴露於自然環境線索中。

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