如果說季節性週期變化在其他動物身上如此鮮明，而人類也擁有表現這項韻律的裝備，那我們又是如何失掉了這份能力？曼內克問：「為什麼就認定我們曾經擁有過這種能力呢？人類可是從熱帶地區開始演化的。」他的論點是說，許多熱帶動物並不表現明顯的季節性行為，是因為當地季節變化不大，所以牠們無此需要。多數熱帶動物沒有特定的交配季節，因為該地區沒有所謂「最好的生產季節」。人類也是一樣，隨時都性趣高昂。成千上萬年來，隨著我們祖先對環境有更多的掌控，季節更迭對於演化的推動之功，也變得愈來愈不重要。

不過人類的生殖生理當中，有個面向卻具有週期性的變化，即女性及其他雌性靈長動物每月一次的排卵。控制排卵及月經的時鐘已研究得相當清楚，是由化學迴饋路徑所調控，並可受到激素治療、運動，甚至有另一位經期中婦女的存在而影響。雖然如此，為什麼月經週期具有目前的特定長度，原因並不清楚；為什麼月經週期長度與月球週期相同的這個問題，也沒有多少科學家費神研究，更不用說解釋清楚了。至於月球光照或月球引力與女性生殖激素間的關聯，並沒有可信的證據。就這點來說，每月一回的月經時鐘仍然是一個謎，大概只有死亡這項終極之謎能夠凌駕其上。

腦內生物時鐘的運作機制

科學家發現了兩種「神經計時器」的運作方式：一種是間距計時器，計量的間距最長以小時為單位；另一種是日變時鐘，造成某些身體功能以24小時為週期而有高低變化。

間距計時器
根據模型之一，某事件開始並持續了一段熟悉的時間（好比交通號誌的黃燈亮起四秒鐘），會引發兩種大腦反應，活化了間距計時器的「啟動按鈕」。首先，一組具有不同放電頻率的特定皮質神經細胞（a）短暫地同時活化（b以及腦中的綠色箭頭）；同時促使黑質的神經細胞釋放出一陣傳訊化學分子多巴胺（紫色箭頭）。這兩種訊號同時作用在紋狀體的棘神經上（c），使紋狀體得以監視來自皮質細胞的整體脈衝形式，直到這些神經元回復原本各自的放電頻率為止。由於這些皮質細胞在間距開始時有同步的放電，並且每次也都以相同的順序進行後續的過程，最後等這段熟悉的間距告一段落時，也會出現特殊的形式（d）。在結束的那一刻，紋狀體送出「時間到」的訊息（紅色箭頭），經由腦中其他部位傳給負責決策的大腦皮質。

日變時鐘
每日的光暗週期，影響了體內許多以24小時為升降週期的生理活動。多虧視網膜上的節細胞幫忙，大腦得以追蹤光線的變化。某些節細胞擁有可能感光的黑視蛋白（melanopsin），讓節細胞能將光線明暗、長短的訊息送給腦中的視叉上核（SCN）。SCN再將訊息轉給腦中及身體其他控制日變活性的部位。研究人員了解得最清楚的，是造成松果腺分泌褪黑激素（又稱睡眠激素）的過程（見右圖）。SCN收到光照訊息後，傳送給腦中另一區稱為室旁核（見紅色箭頭）的構造，以阻止造成褪黑激素分泌的訊息傳遞。但是到了夜裡，SCN的煞車就放開了，室旁核將「分泌褪黑激素」的訊息（綠色箭頭）傳至胸椎部位的脊髓，經由頸部的神經節再到松果腺。【欲閱讀完整全文，請參閱2002年11月號「生物時鐘滴答滴」一文。】

【延伸閱讀】

是誰發現生物會呈現以24小時為週期的韻律？答案是︰1729年，法國天文學家迪梅倫（Jean Jacques d'Ortous de Mairan）將豆科植物移到沒有陽光的室內，發現原本白天會張開、晚上會閉合的植物葉子，這個張開與閉合的週期依然進行，而且維持24小時的週期。這種生理活動有如人們日出而作、日入而息，故稱「睡眠運動」。【資料來源︰本期《科學人》專文〈生物時鐘調控有因！〉，中研院植物所黃檀溪博士。】


20世紀後葉「時間生物學」的重要研究里程碑︰
1962年︰提出隔離環境的實驗結果
1971~1972年︰發現第一個週期有所突變的果蠅，以及哺乳動物腦中生物時鐘的所在──視叉上核（SCN）
1982年︰顯示離體的SCN神經細胞具有24小時週期變化的放電頻率
1984年︰發現第一個果蠅的週期基因per
1990年︰報告移植的SCN可以決定宿主的日變韻律等。
近年來更隨著週期性表現的基因及其蛋白質的數目愈形增多，對日變韻律在細胞層次的調控機制也了解得更透徹。
【資料來源︰《科學人》導讀〈生命的韻律〉，前陽明大學教授潘震澤。】

來自 http://www.sciam.com.tw/read/read...=137&DocNo=219