太阳时是真正的时间

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我最初于2007年1月31日.发表于此。

如果您真的“为了文章”阅读这个博客,尤其是关于时间生物学的文章,您就会意识到光暗周期是最强大的环境线索,可以使昼夜节律时钟同步。但这并不是唯一的线索。时钟也可以通过许多其他(“非光”)线索来同步,例如,定时用餐、定时锻炼、每日剂量的褪黑激素等。

异温(“冷血”)动物的时钟也可以与温度周期同步。蜥蜴可以与温度周期同步pdf),其中夜间低温和白天高温之间的差异小至 2 摄氏度。当从温血动物身上取出时,SCN 时钟也可以同步(如果您是这里的常客,您会认出这个名字,不是吗?)通过温度周期(大概是一个很好的反馈回路,可以稳定哺乳动物的节律:时钟使体温周期同步,体温周期使时钟同步)。


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一些啮齿动物可以在同种气味或信息素的影响下,使其时钟发生相位转移(因此,如果每天呈现,则可以推测为同步)。在一项旧研究(该研究不是很完善,但可以从数据中得出足够的结论)中,在恒定条件下成群饲养的大鼠将其节律相互同步(而鹌鹑则没有),这表明存在某种社会同步,可能是由气味介导的。

社会性动物应该对社会线索敏感,并且据推测,它们的时钟也可以通过社会线索来同步。人们也普遍认为,没有其他动物的时钟像人类的时钟那样对社会线索敏感。

在这个领域中的每个人都听说过尤尔根·阿肖夫 (Jurgen Asschoff) 和其他人在 1950 年代和 60 年代在德国安德克斯 (Andechs) 进行的实验的轶事,其中人类志愿者在旧地下掩体中长期处于恒定光照条件下(我认为阿肖夫的掩体现在作为科学纪念碑保存下来,就像克努特·施密特-尼尔森 (Knut Schmidt-Nielsen) 的骆驼室在杜克大学被保存下来,并带有一块漂亮的黄铜牌匾一样)。根据该领域的传说(这些东西是否曾经发表过?),报纸等社会线索,或者被叫进来送食物的技术人员的外观(例如,睡眼惺忪的样子,或者下午 5 点的胡茬)足以使人类受试者同步。

直接测试不同环境线索的相对重要性总是很困难的。当然,人们可以通过让光暗周期和温度周期呈 180 度异相来直接竞争它们,看看动物实际上与哪一个周期同步(几年前在粗糙脉孢菌中发表了这样一项研究was published)。但是,您怎么知道强度是相等的? 1000 勒克斯相当于多少摄氏度? 十度、二十度还是一百度?

因此,或许应该关注生态相关的环境线索强度水平。但是,如何在自然界中分离出两个同步的线索来进行实验呢? 当然,使用人类进行这项实验,因为社会已经确保某些线索被分离! 而这正是蒂尔·罗内伯格 (Till Roenneberg)、C. 贾伊拉杰·库马尔 (C. Jairaj Kumar) 和玛莎·梅罗 (Martha Merrow) 在《当代生物学》杂志上发表的一篇新论文中所做的:人类昼夜节律时钟与太阳时同步(第 17 卷,第 2 期,2007 年 1 月 23 日,R44-R45 页)

他们所做的是利用时区非常宽广这一事实——每个时区大约 15 个角度。这意味着官方(社会)午夜和真实(地理)午夜仅在贯穿时区中间的非常狭窄的地带重合。欧洲大部分地区属于一个时区。如果欧洲的官方时间是午夜,即时钟敲响 12 点,那么在慕尼黑这样的地方,实际上是午夜(如“午夜”),但在布加勒斯特已经晚了一个小时左右,而在里斯本还要等一个小时左右。

因此,在本文中,他们研究了超过 21000 名德国人的实际同步模式,以了解他们是否与真实的午夜同步——这表明光线线索更强,或者与官方午夜同步——这表明社会线索更强。他们控制了年龄、性别、时间型(猫头鹰/百灵鸟)和一般文化(前东德和西德),他们的发现非常有趣:在小城市、城镇和乡村,人们与光暗周期同步,并且大多忽略官方时间。然而,城市越大,与真实光暗周期的独立性就越高。相位被延迟,并且更符合官方时间。

真的很难解释这些发现。大城市的人们与官方时间同步是因为更强的社会线索(繁忙的大城市生活和社会场景),还是因为他们更好地躲避了自然光暗周期,并且由于光污染和技术,能够更好地将人工光暗周期强加于他们的时钟之上。我假设理清这个问题将是他们的下一个项目。

但是,这项研究确实让我们对所有关于安德克斯掩体的轶事采取了更加怀疑的态度。当然,在没有任何其他线索的情况下,社会线索可能会起作用,但它们并没有那么强大,并且似乎无法克服自然光周期在人们能够感知自然光周期的地方的影响。我猜想,人们可以将大城市(“黑匣子”)的生活视为实验室实验,其中社会充当实验者,将光暗周期强加于人们,而乡村的生活更像是田野实验,其中人类受试者暴露于自然环境线索中。

附录

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