科學不思議6：生理時鐘滴答滴

作者的話

生物的奧祕
文／吉村崇

　　我從小生長在被大自然包圍的日本滋賀縣鄉村。小時候的我最喜歡動物，興趣是在家中飼養從附近棲地捕捉到的獨角仙、鍬形蟲、雨蛙、草蜥、草龜等等動物；也曾在央求父母後，養過金魚、鸚鵡、倉鼠、兔子跟狗等各種動物。小時候我的夢想是長大在動物園裡工作，不過上了大學之後開始對研究感興趣，可以說是一頭栽進了研究的世界裡。我的父親是獸醫師兼研究人員，母親的娘家則是教師世家。我在父母的影響下，最後決定從事一個能夠同時享受研究與教育的工作，那就是在大學裡教書。

　　動物們雖然沒有時鐘也沒有碼錶，卻能夠靠著體內的生理時鐘，精確計算出一天或一年之類的週期。我深深被這種奇妙的能力所吸引，因此長年以來持續研究著生理時鐘。

　　生理時鐘是維持生命不可或缺的能力。以人類為例，人的體溫在清晨最低，在下午最高；血壓也是一樣，在每天下午會達到最高狀態。根據推測，這是因為人類是日行性動物，白天的活動會比較激烈，而提高體溫和血壓，就像是因應大量活動的事前準備工作。

　　除此之外，到了應該要進食的時間，消化器官的活動就會變得旺盛:太陽下山之後，體溫跟血壓則會下降，讓身體進入休息狀態。我們體內的生理時鐘就像這樣，隨時都在調整身體機能的運作模式，只是我們往往不會察覺。

　　我在大學四年級一腳踏進了研究領域。一開始我研究的是許多人都在研究的小白鼠，但後來漸漸開始飼養其他動物。有一天我突然發現自己研究室裡飼養的動物多達20種，常有人說我的研究室「簡直就像是個動物園」，這也算是實現了小時候「想要在動物園裡工作」的夢想吧。我每天都在各種動物的圍繞下，快樂的進行著研究工作。

　　如果你也是個充滿了好奇心的孩子，和我一樣感覺到「生命真偉大」、「好不可思議」，我很期待有一天能和你(妳)一起從事研究。

導讀

無所不在的光陰世界
文／陳示國(臺灣大學生命科學系時鐘生物學家)

　　每當講起最新的科學研究時，大家總覺得內容一定非常艱難、生硬，需要有很多背景知識，才有辦法理解現在的科學進展。不過，拿到這本繪本時，卻讓我產生一種跟過往截然不同的看法。

　　生物體內的時鐘是最近生物學界最火熱的議題之一。科學家不僅在動物、植物、真菌，幾乎所有生活在地表的生物身上，發現了掌管每日週期的時鐘，而且不同物種體內時鐘的原理還非常相似。每次我在演講時，這也是最能引起聽眾共鳴的主題之一，畢竟這個感覺不到、也摸不到的生理時鐘，可是時時刻刻都在影響我們的日常生活呢!

　　我們不僅清醒、睡覺受到生理時鐘控制，連體溫、神經的反應速度、血壓高低，甚至肚子裡的益生菌也會由生物時鐘指揮。最近幾年的研究指出，動植物的大部分基因，都受到身體裡好幾個時鐘基因控制。如果生理時鐘混亂、失調，雖然不會立即讓人生病，但是長久下來也會造成許多的健康問題，例如提早老化、慢性發炎等等。

　　當然，一個不能調整指針的時鐘是沒有用的，生物體內的時鐘也可以被外界的各種因子調整。如果有機會出國到不同時區，相信許多人都經歷過「時差」這個讓人做什麼都不順的時期，這段時間就是因為體內的時鐘還沒有適應新環境，指揮身體時才會與外面的環境產生衝突。不過只要經過幾天，體內的時鐘就會慢慢透過新的日夜週期，調整成正常的狀況，所以調整時差目前最好的方法就是照光。

　　除了飛越幾千公里會有時差之外，同一個地區在不同季節的日夜週期也有差異，因此許多動物在接受到不同光照組合後，也會產生不太一樣的反應，成了「季節性行為」的關鍵之一。

　　上面描述的內容在這本繪本中都有介紹，這可都是在大學中「時鐘生物學」的課程大綱呢!能用簡單的圖文介紹基礎生物學，真是讓人不得不佩服作者們的努力以及創意。書中最讓我驚豔的地方，就是裡以小讀者喜歡的手繪圖像、看世界的眼光出發，架構出他們想像中的世界，但是內容又帶有最新的科學知識。

　　當文中提到在漆黑的洞窟中生活，我們還是會規律的睡覺、起床時，搭配的手繪插圖讓我不禁會心一笑：「這完全就是小朋友心中洞窟的模樣吧?」知識滿滿的文字搭配可愛的插圖，似乎很適合給孩子們當作科學啟蒙的書籍呢。