自然界中,除了三聲啼叫,我們都知道貓和老鼠白天臥,晚上出,牽牛花黎明開花,青蛙黎明冬眠,大雁南來北往等與晝夜交替、季節變換密切相關的生物現象。此外,人體體溫、血糖含量和基礎代謝率都是晝夜變化的。人的痛覺、視覺和嗅覺,人對疾病、噪音和藥物的敏感度,人的出生和死亡都有周期性的節律;海洋生物春天從深海到海面看月亮;每次漲潮的時候,沙灘上的牡蠣都競相開殼,等等。人們把生物測量時間的能力稱為“生物鐘”。
科學家用常見的蟑螂做實驗:把它們關在籠子裏,隔絕壹切聲學,嚴格測量籠子裏的溫度、濕度和氣壓,用紅外探測器悄悄探測蟑螂的動靜。壹周的實驗記錄顯示,蟑螂運動的規律周期是23小時53分鐘,和我們通常所說的壹天(地球自轉周期)差不多,蟑螂絕對不可能在黑暗的籠子裏知道地球晝夜自轉。
實驗結果表明,蟑螂體內確實存在“生物鐘”,但它們在哪裏呢?經過無數次探索,人們終於在蟑螂食道下方的咽神經節中發現了生物鐘,咽神經節是壹組位於神經節側面和腹側面的側神經分泌細胞。確實是名副其實的“鐘”。如果把它們移植到另壹只蟑螂身上,它們會繼續“行走”。控制蟑螂活動的荷爾蒙會在新主人體內有規律地產生。然而,這種生物鐘並不是蟑螂的唯壹。如果去掉,失去生物鐘的蟑螂的活動會在短時間內重新變得有規律。可見蟑螂除了吞神經節,很可能還有其他備用時鐘。
鐘表可能壹直在同時工作,但至今人們還沒有搞清楚其他鐘表的確切位置。
對蟑螂身上生物鐘的探索,也啟發人們進壹步認識織帽和貓頭鷹、青蛙和公雞,有時還會打鳴的現象。
公雞打鳴的本質也是因為生物鐘的指揮。黎明前,它啼叫。早在古鐘出現之前,人們就巧妙地利用公雞打鳴的特性來提醒自己早起種田,真是聰明。
通過長期的馴化和選種,人們培育出了壹年四季幾乎每天都能下蛋的母雞。當然,現在的公雞也不再是到了繁殖季節才顯擺,交配後才唱歌的鳥了。相反,它們變成了壹年365天幾乎每天都在炫耀和宣布黎明的優良公雞。