编辑评论：为什么会感到疲倦——神奇的生物钟生物钟最全解说！当“失眠”成为“现代病”时，解决它的前提是真正了解睡眠机制！既有生活实例，也有科学理论。没有无聊，只有心连心！简介早睡早起一定健康吗？为什么年轻人经常晚上睡不着，早上醒来？周游世界的“空中飞人”如何避免时差？轮班工作如何影响人类健康？这是一部关于“时间生物学”的杰作。看似无形的生物钟，其实对我们的身心健康有着巨大的影响，甚至决定了人们的生活是否幸福。作者Leeerg教授的学术生涯跨越了生物学、物理学、心理学、医学等多个领域，正是这段经历使他能够跳出学科的局限，从全面、宏观的角度进行生物钟研究。目录前言第1章异世界第2章早起和晚睡第三章数羊第4章好奇的天文学家第5章失去的日子第6章当黑夜变成白昼第7章精力充沛的仓鼠第8章健身中心的黎明第9章潜伏的分子第10章时间生物学第11章等待黑夜来临第12章青春的终结第13章完全是浪费时间第14章在其他星球上的日子第15章器官旅行第16章睡眠剪刀第17章从社会主义者和资本家开始第18章永恒的黎明第19章法兰克福和摩洛哥之间第20章夜里的光第21章伴随时间第22章万能时钟第23章回归自然第24章突破黑夜的瓶颈免费试读原文在山洞中间，有人在照看火。虽然有这样的规定，必须有人负责看火，但是这个规定仅在少数情况下需要-每个人都睡着的情况很少见。一般来说，总有人醒着，围着火堆说话，或者添些柴火。在如此漫长的冬夜里，没有人能睡到天亮。大多数氏族成员在天黑前返回并一一入睡，通常是年轻的最后一个。族长穆克天一黑就走进了他的小山洞，立刻就睡着了。不久他就醒了，但是尚未完全清醒，但已半睡半醒。部落里的讲故事的人告诉他，现在是想出最好故事的时候了。他强调，人们半睡半醒时看到的世界比原来的世界还要神奇。穆克在黑暗中躺了一会儿，然后又睡着了。睡着了，下次才醒来。他又醒了，这一次他起身走到火边。随着年龄的增长，他坐在火炉旁的时间越来越多。穆克盯着跳动的火焰，思绪飞进了黑暗的森林。穆克的女婿伍尔夫和其他三个人在迷宫般的洞穴里睡觉时正在森林里打猎。大约在太阳升起的时候，夜行猎手带着大量猎物回来。到这个时候，年长的部落成员通常都醒了。老人开始处理猎物，猎人躺下开始补觉。理论到目前为止，我们主要讨论了人类的生物钟，提到老鼠和仓鼠也是为了更好地了解哺乳动物的生物钟。我希望读者从上一章中了解到，生物钟是生物身体机能的基础：生物钟基因的产物表现出独特的、可遗传的特性（如时间模式），几乎控制着所有层面的活动——是否开启基因或改变行为活动，它们是身体的计时器。但时钟原本只是一个机械或电子设备，它是我们记时的助手。我们如何理解生物钟对生存的意义？为了正确理解生物钟的含义（以及为什么只有生物钟允许生物占据其相应的栖息地），最好将人类放在一边，看看其他物种。所以我决定在这一章写一个案例写关于微小的海洋生物。本章的主角是一种藻类，一种单细胞生物。它的细胞壁外还有一层坚硬的、充满孔隙的鳞片。如果将30个这样的电池排成一列，链条只有1毫米长。案例中的海藻，其学名是“多甲藻”。我对这种藻类的研究持续了15年，首先是在哈佛的WoodyHatig实验室，后来在我自己位于慕尼黑的实验室。在当时，这种海藻被称为“膝藻”。它是时钟研究的主题，因为单细胞生物体能够在生化反应中发光——但仅限于夜间。Biolight对于记录单个细胞中生物钟的运行非常有帮助。基因植物属于甲藻科，是只能在显微镜下看到的单细胞植物。它们有螺旋桨状的毛发，可以帮助它们移动。时间生物学家必须一天24小时在实验室里四处走动。当我在哈佛的时候，我们把我们的研究对象关在空调房里，并给他们起了个绰号叫“Goie”。我发现在阳光下，藻类都逆流而上；在黑暗中，它们自己发光，聚集在培养箱的底部。藻类的生物钟是通过藻类的发光记录下来的，但没有人对它们聚集的特性感兴趣。我被这种昼夜节律的聚会方式所吸引。更让我兴奋的是，这些活粒子所表现出的行为决定了整个种群的生存特征。我开始做自己的实验。经过多次实验，我发现了一个令人震惊的事实：单个细胞可能有不止一组生物钟。通过在实验室和海洋中的观察，我们开始了解自然海洋中属种群的行为。白天，藻类向上游游到地表，收集阳光以合成能量和糖分。事实证明，海藻向上游游到地表并不是一种向光行为。即使在实验室里，人们在培养罐的侧面放灯，藻类仍然会游到水面。这种行为只能由重力决定。但在这样的人工条件下，藻类细胞仍然表现出一些面向光的特征。海藻细胞在白天只喜欢一定量的光——既不亮也不暗——但它们在晚上就像飞蛾一样：向光游动，即使光会杀死它们。上述实验表明，Geocoluma细胞及其种群的定向行为由两个因素决定：一个是重力，另一个是光。这对于理解生物钟的产生具有重要意义，因为这两个因素都受昼夜节律时间系统的控制。白天的向光性是“选择性的”，但到了晚上，它就像飞蛾扑火；白天的重力是反向的（向大海移动），晚上的重力是正向的（沉入海底）。逆行和顺行之间不断变化的界限不是日落，而是日落前的两个小时。为什么海藻会沉入海洋深处？逆流而上可能很费力——但这可能是这个小生物最小的问题。海洋表面有很多能量（以光的形式），也有合成糖类的物质，但海洋的上层没有海藻生存所需的营养。这些营养物质来自死亡的生物，它们通常比海水密度更大，因此沉入海底或形成温度屏障（温跃层）。其他生物体既需要光进行光合作用，也需要养分进行繁殖。为了满足这两种需求，他们经常在海面和海底之间移动——为了在正确的时间做出正确的“决定”，他们需要一个正常运转的生物钟。决定何时离开海面潜入海底很简单，因为细胞无法在黑暗中进行光合作用。但决定何时游到水面并非易事。这个艰难的决定是由细胞中的生物钟来处理的。营养素（例如硝酸盐）减慢生物钟并减慢上升速度。如果细胞在整个晚上都吸收了足够的营养，即使在日出之后也能找到它，生物钟就会发出一个命令：逆流而上。继续在海底是致命的，因为无论细胞吸收多少营养，它都在不断地消耗能量。生物钟没有放慢速度，而是触发了开关，促使细胞向上游移动。只有当细胞的生物钟完全准确时，海藻才能获得足够的生存空间、时间和养分，才能在这个生态圈中发展，因为这个生态圈中各种必需的资源相距甚远，而且是并非总是在一天中的24小时内发现（例如阳光）。为了能够理解复杂的生物钟，仅仅知道“指标”是不够的。请回想一下地下室实验的结果，受试者的活跃/安静节律与体温变化的周期不同1、如果没有两个不同的指标，就不会发生这种内部去同步。就该属而言，生物钟已经通过测量生物发光进行了数十年的研究。行为节奏（主动/安静节奏）的发现使得同时记录两种节奏成为可能。在一定的实验室光照条件下，我们发现生物的光节律和行为节律也有各自不同的周期，也有内部不同步的现象，就像人在地下室做实验一样。这一结果证明，不仅像我们这样的复杂生物，即使是单细胞生物也有不止一个生物钟。这些生物钟中的一个控制生物的向光性，另一个负责调节营养物质的吸收；一个负责光合作用，另一个负责垂直运动。KarlJohae优雅地展示了有机体拥有理想的内部时间系统是多么有利。他使用了一种比属更简单的聚球藻，一种蓝绿藻。这种单细胞生物也有一个运作良好的生物钟，它也通过光合作用产生能量。卡尔约翰逊使用聚球藻的变体与常见的聚球藻进行比较。突变体聚球藻在与外界隔离时表现出完全不同的节律，远短于24小时。未突变的聚球藻在与外界隔绝时，其节律性远远超过24小时。他分别培养了突变和未突变的藻类群落，并将这两个物种暴露在12小时的光照和12小时的黑暗中。此时，两种藻类的生长速度同样快。然后他将两个藻群一起培养，以观察两个藻群的竞争力。结果，两组的增长率保持不变。然后他把这两种藻类分别放在10小时光照和10小时黑暗（一天只有20小时的循环）下，发现周期越短的藻类生长越快。最后，Johao将藻类放在有14小时光照和14小时黑暗的地方，发现周期较长的藻类生长得更快。如果两个藻群在同一个环境中竞争资源，那么最有弹性的藻群就有更大的生存机会。卡尔约翰逊后来在连续黑暗的环境中研究了生物钟有缺陷的人群，发现生物钟有缺陷的人群比生物钟完整的人群更具竞争力。没有生存的机会。我想让你现在想一想：为什么像膝藻这样的生物每天都要长途跋涉以摄取资源？为什么单细胞生物在夜间发光？为什么它们互相碰撞时会发光？正如我们在案例部分看到的那样，海洋生物学家喜欢使用“恐吓捕食者”一词。我还有另一种解释，这与恐吓天敌的假设并不完全矛盾。许多动物使用生物发光与其他生物交流。考虑萤火虫，它使用类似摩尔斯电码的光进行通信。对于那些有性繁殖的生物，如果它们不是群居的，它们需要一种能够在求偶过程中引起异性注意的交流方式。Geococcu也有类似的需求。当藻类脱去冬衣时，细胞必须经历某些变化，为繁殖做准备。因此它们必须聚集在一起，否则离开菌落的孢子将失去与其他DNA交流的机会。在黑暗中发光有助于他们维持殖民地。美国时间生物学家MaryHarrigto2对藻类及其时间生物学如此着迷，以至于她甚至写了一首关于藻类生物钟的诗。这是《Biorhythm》杂志上发表的唯一一首诗，可能也是唯一一首在科学期刊上发表的诗歌。早睡早起真的好吗？早睡早起一定健康吗？为什么年轻人经常晚上睡不着，早上醒来？轮班工作如何影响人类健康？周游世界的“空中飞人”如何避免时差？除了“时差”，为什么不轮班、跨时区出差的人也会患上“社交时差”？很多有趣的问题都有科学的答案。这些有趣问题的答案可以在《我们为什么会累》一书中找到。这是一本关于“时间生物学”的书，入选2015年全国优秀科普作品。作者TilLeeerg是德国慕尼黑路德维希大学医学心理学教授，时间生物学领域的代表人物。这本书并不厚，但包含了大量的实验数据和图表。作者以解决问题为导向，从理论推理到实验证明，全面论述了“时间生物学”是什么。阅读和理解这本书帮助我学习和理解：看似看不见的生物钟对我们的身心健康有多重要？违反生物钟有什么危害？如何通过生物钟从生理、心理、家庭、社会、人际关系、职业选择等方面提高健康水平，提高生活质量？看了三遍，终于明白了：为什么说懂了生物钟就知道什么是对的时间，知道对了的时间就知道怎么做对了在正确的时间做事。看完思考，我更相信时间会把最正确的人和事带到你身边。在此之前，你要做的就是努力让自己变得优秀。...

2022-05-03 藻类生物的作用 藻类指示生物