达雷尔·摩尔通常是一位研究蜜蜂的专家。他已经研究蜜蜂40年了。但几年前，他的同事托马斯·琼斯向他询问了一些奇怪的蜘蛛行为。
琼斯研究他的本科生在东田纳西州立大学校园附近采集的球蛛的社会行为。蜘蛛既是捕食者又是猎物。它们的攻击性和被动性会随着荷尔蒙水平而波动，荷尔蒙水平决定它们更有可能吃掉还是被吃掉。琼斯注意到，蜘蛛的行为——在胆大和胆怯之间交替——也与一天中的时间密切相关。他请昼夜节律专家摩尔研究蜘蛛调节日常活动的内部时钟。
昼夜节律决定了身体的许多最基本的过程，包括进食、睡眠和激素分泌。先前研究的每个生物体——从人类到仓鼠到果蝇到细菌——或多或少都遵循24小时的昼夜循环。然而，当科学家测量垃圾线球蛛的内部时钟时，他们看到了一些非同寻常的东西：蜘蛛以18.5小时的一天运转，这是有史以来观察到的最短的自然昼夜节律周期。“这完全出乎意料。我们没想到会看到这样的事情，”摩尔在上周在华盛顿特区举行的神经科学学会年度会议上的演讲中说。“理论上，[这些蜘蛛]不应该存在。”这些蜘蛛类似于科学家在实验室中创建的用于研究如此短的昼夜节律的突变动物。他说，这些动物“有很多困难，难以生存。”
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为了测量时钟，科学家将蜘蛛放入试管中，将它们放在黑暗中，并用红外线照射它们。每当节肢动物移动时，它们就会触发光束来记录它们的活动。大多数时候，蜘蛛保持静止不动，就像它们挂在网上一样，但每天有几个小时它们会表现出活跃的爆发。
在没有光和热来标记时间流逝的情况下，蜘蛛以18.5小时的周期休息和移动。然而，如果研究人员让蜘蛛暴露在光线照射下，它们会在第二天将时钟重置六个小时。对于动物世界的绝大多数来说，这就像每天有六个小时的时差，但蜘蛛会立即调整，没有任何问题。
达雷尔·摩尔。图片来源：理查德·布拉德利
这种将内部时钟调整以匹配外部提示的过程称为同步，而且没有其他生物体（据我们所知）能够将其时钟调整超过一两个小时。摩尔说，当他告诉其他昼夜节律研究人员这一发现时，“他们的第一反应是，‘什么？’第二反应是，‘哦，该死！’”
拥有一个偏离自然24小时周期的内部时钟通常被认为是不利的。具有显着改变昼夜节律的基因突变的动物寿命较短，而人类的昼夜节律睡眠障碍会产生严重的负面影响，包括增加肥胖、抑郁、心血管疾病和癌症的风险。
垃圾线球蛛似乎过得很好。在一天的大部分时间里，它们都挂在网上，伪装在由垃圾（粪便、剩余的猎物碎片或其他散落的碎屑）制成的垂直丝线中。在那里，它们等待着毫无戒心的昆虫被抓住，同时自己也躲藏起来，免受其他捕食者的侵害。每天晚上有几个小时，蜘蛛开始工作，建造和修复它们的网。大多数球蛛会在日出后重建它们的网。但由于它们的时钟更快，垃圾线球蛛会提前开始，在天还黑的时候就变得最活跃。摩尔和琼斯表示，这种黎明前的工程壮举可以帮助蜘蛛避开捕食者，这或许可以为垃圾线球蛛更快的内部时钟提供进化解释。
自从最初的发现以来，科学家们已经测试了20种蜘蛛，并确定了其他七种蜘蛛以非常短的时钟（17、18和19小时）、非常长的时钟（27、28和29小时）或根本没有时钟运转。“发现的兴奋是科学的意义所在，而这已经是一片肥沃的土地，”琼斯说。“每次我们观察一个新物种，它都会有一些奇怪之处。”
科学家们现在正在测试时钟基因，以弄清蜘蛛的生物钟是如何工作的。他们还建议应该测试其他物种的昼夜节律。宾夕法尼亚大学的睡眠研究员西格丽德·维西同意这一观点，她没有参与这项研究。“这给我们科学家敲响了警钟，我们应该观察野外的生物，”她说。“仅仅观察实验室训练的物种不足以回答其中一些更大的问题。”