如果说季节性周期变化在其他动物身上如此鲜明，而人类也拥有表现这项韵律的装备，那我们又是如何失掉了这份能力？曼内克问：「为什么就认定我们曾经拥有过这种能力呢？人类可是从热带地区开始演化的。」他的论点是说，许多热带动物并不表现明显的季节性行为，是因为当地季节变化不大，所以它们无此需要。多数热带动物没有特定的交配季节，因为该地区没有所谓「最好的生产季节」。人类也是一样，随时都性趣高昂。成千上万年来，随着我们祖先对环境有更多的掌控，季节更迭对于演化的推动之功，也变得愈来愈不重要。

不过人类的生殖生理当中，有个面向却具有周期性的变化，即女性及其他雌性灵长动物每月一次的排卵。控制排卵及月经的时钟已研究得相当清楚，是由化学回馈路径所调控，并可受到激素治疗、运动，甚至有另一位经期中妇女的存在而影响。虽然如此，为什么月经周期具有目前的特定长度，原因并不清楚；为什么月经周期长度与月球周期相同的这个问题，也没有多少科学家费神研究，更不用说解释清楚了。至于月球光照或月球引力与女性生殖激素间的关联，并没有可信的证据。就这点来说，每月一回的月经时钟仍然是一个谜，大概只有死亡这项终极之谜能够凌驾其上。

脑内生物时钟的运作机制

科学家发现了两种「神经计时器」的运作方式：一种是间距计时器，计量的间距最长以小时为单位；另一种是日变时钟，造成某些身体功能以24小时为周期而有高低变化。

间距计时器
根据模型之一，某事件开始并持续了一段熟悉的时间（好比交通号志的黄灯亮起四秒钟），会引发两种大脑反应，活化了间距计时器的「启动按钮」。首先，一组具有不同放电频率的特定皮质神经细胞（a）短暂地同时活化（b以及脑中的绿色箭头）；同时促使黑质的神经细胞释放出一阵传讯化学分子多巴胺（紫色箭头）。这两种讯号同时作用在纹状体的棘神经上（c），使纹状体得以监视来自皮质细胞的整体脉冲形式，直到这些神经元回复原本各自的放电频率为止。由于这些皮质细胞在间距开始时有同步的放电，并且每次也都以相同的顺序进行后续的过程，最后等这段熟悉的间距告一段落时，也会出现特殊的形式（d）。在结束的那一刻，纹状体送出「时间到」的讯息（红色箭头），经由脑中其他部位传给负责决策的大脑皮质。

日变时钟
每日的光暗周期，影响了体内许多以24小时为升降周期的生理活动。多亏视网膜上的节细胞帮忙，大脑得以追踪光线的变化。某些节细胞拥有可能感光的黑视蛋白（melanopsin），让节细胞能将光线明暗、长短的讯息送给脑中的视叉上核（SCN）。SCN再将讯息转给脑中及身体其他控制日变活性的部位。研究人员了解得最清楚的，是造成松果腺分泌褪黑激素（又称睡眠激素）的过程（见右图）。SCN收到光照讯息后，传送给脑中另一区称为室旁核（见红色箭头）的构造，以阻止造成褪黑激素分泌的讯息传递。但是到了夜里，SCN的煞车就放开了，室旁核将「分泌褪黑激素」的讯息（绿色箭头）传至胸椎部位的脊髓，经由颈部的神经节再到松果腺。【欲阅读完整全文，请参阅2002年11月号「生物时钟滴答滴」一文。】

【延伸阅读】

是谁发现生物会呈现以24小时为周期的韵律？答案是︰1729年，法国天文学家迪梅伦（Jean Jacques d'Ortous de Mairan）将豆科植物移到没有阳光的室内，发现原本白天会张开、晚上会闭合的植物叶子，这个张开与闭合的周期依然进行，而且维持24小时的周期。这种生理活动有如人们日出而作、日入而息，故称「睡眠运动」。【资料来源︰本期《科学人》专文〈生物时钟调控有因！〉，中研院植物所黄檀溪博士。】


20世纪后叶「时间生物学」的重要研究里程碑︰
1962年︰提出隔离环境的实验结果
1971~1972年︰发现第一个周期有所突变的果蝇，以及哺乳动物脑中生物时钟的所在──视叉上核（SCN）
1982年︰显示离体的SCN神经细胞具有24小时周期变化的放电频率
1984年︰发现第一个果蝇的周期基因per
1990年︰报告移植的SCN可以决定宿主的日变韵律等。
近年来更随着周期性表现的基因及其蛋白质的数目愈形增多，对日变韵律在细胞层次的调控机制也了解得更透彻。
【资料来源︰《科学人》导读〈生命的韵律〉，前阳明大学教授潘震泽。】

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