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現在幾點鐘?:麻雀、黃金鼠以及所有生物都知道的事。

現在幾點鐘?:麻雀、黃金鼠以及所有生物都知道的事。

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內容簡介

一定要看錶,才能知道時間? 沒有了晨昏天光的變換,作息就會大亂?
如果你一直都這麼認為,那麼你不能不知道:「時鐘就在我們的身體裡」!
生命世界的大小事件,都由設定好的時間程式,將一切安排得井然有序。
看時間生物學如何解開基因程式中的時鐘謎題,
發現你不可不知的生命節律!

  你相信嗎?地球上幾乎所有的生物都「知道」時間!無數的科學家們窮畢生之力,從羽化的果蠅、覓食的蜜蜂、玩滾輪的黃金鼠、枝頭跳躍的麻雀,還有行光合作用的藍綠菌,找出了晝夜交替、四季更迭與所有生物一切行事的關聯!

  故事不只是這樣,還有科學家住進地底下四百公尺的長毛象洞穴,只為一探「時鐘程式」的究竟。他們不僅發現一天之中,賽跑、玩牌的最佳時機;找到了克服時差的方法;還解開在清晨時分,有最多人出生、也有最多人死於心臟病發的祕密。

  更重要的是,如果我們能找出給藥的最佳時機,或許就能夠提高癌症以及許多疾病的治療效益。且跟隨時間生物學大師佛斯特以及傑出的科學作家克萊茲曼的腳步,探索這些時間生物學的劃時代鉅獻!

作者簡介

佛斯特(Russell G. Foster)
  全球首屈一指的時間生物學家,現於倫敦大學帝國學院(Imperial College)教授分子生物與神經科學。曾榮獲英國的動物學社會科學獎章(Zoological Society’s Scientific Medal),並且以他在時間生物學領域卓越的研究成果,獲頒Honma Prize。佛斯特不僅熱衷於生物節律研究,也是優秀的教學者,曾獲帝國學院頒發傑出教師獎。

克萊茲曼(Leon Kreitzman)
  市場行銷、市場調查專家,曾任職於廣告公司,並且在英國Henley Centre擔任行銷顧問經理長達十年。克萊茲曼熱衷於社會觀察,長期關注人類對健康議題的態度,並曾主持英國一項大型的政府計畫,目的在推動工作場所的勞工健康觀念。

 

詳細資料

  • ISBN:9864176064
  • 叢書系列:科學人文
  • 規格:平裝 / 365頁 / 16k菊 / 14.8 x 21 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

內容連載

就讀英國倫敦帝國學院二年級的生理系學生,在以規律的間隔連續24小時測量自己的肛溫(沒有想像中的不舒服)之後,知道了約日節律(circadian rhythm;約24小時的節律)的重要性。他們發現自己的體溫有節律性的變化,最高溫與最低溫相差約攝氏1度。最低體溫會出現在早上4到6點鐘,最高體溫則出現在約12到14小時之後。

午後想睡的感覺,稱為「午餐後低落」(post-lunch dip),雖然午餐吃得多,加上喝了點酒會讓這種感覺變得更明顯,但這也是約日時鐘的傑作。此外,許多學生也發現到徹夜轟趴之後的難以成眠;所以,聰明的學生很快就曉得,睡眠、打盹、警醒、情緒、體溫等,都與約日節律有密切關聯。

你是雲雀,還是貓頭鷹?

每個人24小時的節律行為可以由時型(chronotype)來描述。有些人是雲雀型,在早上最活躍,而貓頭鷹型則是白日將盡時較活躍。雲雀型多數是老年人;而大學生與二十出頭的人則是惡名昭彰的貓頭鷹型。雲雀型在中午時分最清醒,接近中午時的工作表現最佳;而且,他們在早上9點到下午4點之間喜歡聊天、友善、而且討喜。相反的,貓頭鷹型通常不到下午是提不起勁的,他們在白天的後段最討喜(如果這字眼用在大學生身上還算合適的話),下午6點左右則是他們最清醒的時刻。

早起的雲雀,通常服膺富蘭克林「早睡早起身體好、財富多、智慧高」的道德至上論調。但這句話是沒有根據的,英國南漢普敦大學的蓋爾(Catharine Gale)與馬汀(Christopher Martyn)追蹤了一項1973年所做的調查,包括睡眠習慣;結果他們在二十多年之後還活著的人當中,找不到任何證據可以證明富蘭克林有關早睡早起與健康、社經地位,以及認知優勢的說法。

這種早晨型與夜晚型的差別,主要不是因為個人的好惡,而比較有可能是遺傳上的差異。早上醒來就活蹦亂跳的人,不見得是反映這個人睡了多久,也不代表一個人的意志力,最主要的因素,可能還是由基因決定。

一天中,表現能力時好時壞

許多父母雖然用盡各種辦法把小孩從床上挖起來上學,但學校教師早就知道,在整天上課的過程中,學生的睡意與警醒之間有密切的關係。警醒與表現能力節律的研究,可以回溯到實驗主義教育心理學最早的日子,當時人們很想知道一天當中最適合教授學業的時間。而在50年前左右,克萊特門就已經指出,「每個人的心理或身體活動的能力,不是清醒時的任何時間都一樣」,然後他強調這是「很早就已經知道的事情」。

我們都直覺的知道,某些時間做某些事情會較好,而其他時間做其他事情比較好,許多研究也都發現到這種現象。英國史旺斯大學的弗卡德(Simon Folkard)說,「從時間如何影響表現能力的研究得出的最主要結論是,執行某特定任務的最佳時間,視此任務的性質而定」。

這是1983年時的情形。現在一般都認為,如果是只需要運用簡單分析的任務,表現能力的節律會平行於體溫的節律。因此排卡片(sort cards)的能力會從早上開始變好,到下午與入夜時分最佳,之後又開始變差。而需要負荷更多認知或記憶能力的任務,像是在心裡頭做加減乘除,則會有不同模式的節律,且不會隨體溫而變。因此,不只認知與記憶的負荷大小會產生影響,連認知與記憶的性質似乎也會影響表現能力的節律。

破紀錄總在入夜時分

運動員一直都非常重視睡眠的質與量,但如今我們才清楚,因為頂尖運動項目的輸贏差距很小,因此約日變化會造成重大影響。1980年代中期,英國四位破紀錄的中距離跑者科伊(Seb Coe)、奧韋特(Steve Ovett)、克瑞姆(Steve Cram)與莫爾克羅夫特(David Moorcroft),多次打破了許多世界紀錄,而且總是在入夜時分。原因可能是入夜時分最適合中距離跑步,因為這是一天當中體溫最高的時候。

與運動員表現相關的事物可能都會隨體溫節律而變,例如:肌力、膝展肌的等長收縮張力、全身柔軟度以及自選功率(work rate)等,都有節律性,且高峰值都出現在下午6點到8點之間,這也是體溫最高的時刻。當然,也有可能是因為廣告商與電視觀眾的緣故,使得打破世界紀錄的嚐試只會安排在入夜時分。

想要控制所有會影響運動員表現能力的變數,對研究者來說會是個夢魘。英國利物蒲約翰摩爾斯大學的萊理(Thomas Reilly)及同事研究游泳選手的表現能力,他們起碼可以控制氣候與環境溫度,而且,室內無風。他們發現,隨著時間的進行,游泳選手的成績以線性方式進步:晚上10點進行100公尺游泳的速度,比早上6點半的快了2.7秒。造成這種差異的原因不明,但是入夜時分的核心體溫比清晨高了0.6到0.8度,這或許會對神經傳導速度或肌肉效率造成小但顯著的影響。

認識自己的時間印記

要擅長某種運動不能只靠天份,雖然天份是必需的,但也要勤於練習。準奧林匹克選手會在田徑跑道、溜冰場與游泳池花上很多個小時,他們經常是一大早就開始練習。但由於早晨時型與夜晚時型的不同,不知有多少可能成為偉大選手的人,因為訓練時程的關係而放棄。

有項研究時型的結果發現,在不同時間進行比賽的高爾夫球選手早上的成績會比較好。萊理建議,教練要規畫訓練課程時,應該要知道每個人不同的時型。「例如,對一個極端夜晚時型的泳者而言,即使他在夜間競賽的表現良好,卻有可能因為跟不上清晨的訓練課程而放棄」。

每個人都有他自己的時型或時間印記。某些人在某個時間能把某些事做得比較好,而在其他時間則比較能做好其他事。如果能夠配合自己的時型來從事活動的話,究竟能因而增加多少生產力,我們可能無從知道,但若能因此而造成金牌與銅牌之差,以及戰爭與和平之別,那也許就值得了。

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