光照、温度,这是人们熟知的昼夜节律“控制器”。但在一个恒温、无光的实验室里,几群小虫却给出了一场出乎意料的表演——即使光照和温度都不变,它们依然能踩着看不见的节拍活动。那指挥棒,是空气中水分的多寡。
接吻虫、果蝇、蚊子、蜘蛛甲虫,这些在分类上各不相干的昆虫,被辛辛那提大学的研究人员关进了一个气候与光照都能严格调配的密闭箱。箱子里,湿度周期性地上升又下降,持续了数天。等昆虫们把这一规律“记住”之后,研究人员悄悄撤走了湿度的循环。奇怪的事情发生了:虫子们仍然按照原先湿涨干落的拍子活动,体内的节律已经跟湿度“对上号”了。
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“它们把湿度的线索当成了一只生物钟。”该研究通讯作者、辛辛那提大学教授约书亚·贝努瓦这样解释。相关结果已经发表在《自然》旗下专注生物节律的期刊《Biological Timing and Sleep》上,资助方是美国国立过敏与传染病研究所。这意味着,在光与温度之外,湿度被正式纳入授时因子的候选名单。
昼夜节律不是什么新鲜概念。从体温起伏到激素分泌,内在的24小时周期几乎调控着所有生理活动。长久以来,科学界承认光与温度能够校正体内的钟表,但湿度总是被冷落。“很像每天也在循环的湿度,居然很少被当作拨动时钟的力量,这本身就有点意外。”该论文的第一作者陈希智说。他曾在贝努瓦实验室做研究,现在已是佐治亚学院与州立大学的助理教授。
光就像一只高音喇叭,任何人都听得见;湿度则更像耳边的低语,容易被忽略。实验数据也证实了这一点:虽然结果显示湿度对昆虫节律的调节在统计学上显著,但它的效应远没有光照或温度那么强。受试的四种昆虫里,蚊子的反应最弱,几乎只是微微动了动行为节律。陈希智解释说,对于昆虫而言,极端的湿度远不只是让人有点不舒服。它们的生死系于体内的水分平衡,脱水就是灭顶之灾。因此,提前预知一天中潮湿与干燥的切换点,可以帮助它们在相对安全的时间外出觅食或完成其他耗费体力的任务,而不能随心所欲地走动。“对陆地生物来说,保持水分或者避免脱水,是性命攸关的大事,”他说,“能捕捉到湿度的规律,也许是演化的一个老把戏。”
动物用各种可预测的环境周期来安排生活早就不稀奇。月亮牵引潮汐,许多海洋生物跟着满月产卵;太阳改变昼长,温带动物的繁殖、迁徙都有固定的日历。贝努瓦所在的辛辛那提大学此前就发现,北美帝王蝶在横跨大陆的长途迁徙中,正是利用太阳作为指南针。如今他们又看到,湿度也能扮演类似的角色,只是这个信号格外安静,也可能格外古老。
这让人们忍不住把目光转向了哺乳动物身上。每天早晚潮气涨落的节律,会不会也悄悄触动过人的身体,哪怕我们全然没有察觉?“我们目前的研究主要在动物模型上展开,”陈希智说,“但它为人类生物学开了一扇迷人小门。”他谨慎地指出,哺乳动物的昼夜系统无疑由光暗循环主宰,但像湿度这样的环境线索,很可能通过某种微弱的、多感官整合的方式,也参与了对内部时钟的修饰。“不能排除这种可能性,”他说,“只不过它太微弱了,微弱到我们完全不会意识到。”
这就是科学的暧昧之处——发现得越多,不知道的似乎也越多。一个看似边缘的湿度信号,却可能藏着一套古老的生物时间管理秘诀。它不为人类自觉意识所得,但也许就在皮肤、呼吸道或是别的什么潮湿感知器里,每一粒水分子都在塑造着我们与时间的默契。
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