大自然的时钟

朱长超

钟表的产生是近代的事。1386年，世界上诞生了第一架利用重锤作动力的机械时钟。在此之前，人类已发明了滴漏、沙漏、日晷等计时器，不过，它们的历史至多只有一二千年。

然而，在人类能计时之前，大自然就已设计了多种神奇的时钟，它们印刻在生物的躯体上，隐藏在生物的大脑中，潜藏在微小的细胞里。

化石钟

珊瑚体外壳是一只精美的时钟。每经一个昼夜，它的外壳上就增长一个环纹；每经一年，外壳上就增长一个密集的生长带。珊瑚体死了，变成了化石，就成了化石钟。在泥盆纪（距今约4－3.5亿年）的化石钟上，每个生长带有400条环纹；在石炭纪（距今约3.5－2.8亿年）的化石钟上，每个生长带有395－390条环纹。化石钟准确地告诉我们，一年的天数不是从来如此，而是不断变化的，泥盆纪年代一年有400天，石炭纪年代一年有395－390天。化石钟还纪录着，中生代初期（距今约2.3亿年）一年为385天，新生代初期（距今0.65亿年）一年是371天，现在一年是365天。

化石钟是1963年3月由美国古生物学家约翰·威尔斯首先发现的，它告诉我们古往今来年月的演变。

人体钟

人体内也有个钟在准确地走动，主宰着身体各器官的运动。据测定，每天下午5时人体分泌最多的胰岛素；每天上午11时，红血球的数目变得最多；下午11时，白血球又达到高峰。

据法国赖因伯格博士20年的研究，在人体钟的支配下，运动员下午18时左右竞技状态最好，成绩也最优异。奥运会等比赛成绩表明，中长跑的创纪录平均时间在18点28分，撑杆跳，跳远，三级跳创纪录的时间大都在18点24分。

人体钟隐藏在哪呢？美国生物学家在浩瀚的脑海中找到了它。他们先发现，猴子的下丘脑中有2万个神经原组成的一小串细胞，破坏它们，猴子的节律就会失常。继而，他们发现，人的这一小串细胞受了损伤，饮食、睡眠就会紊乱。

人体钟的研究对于医药、管理学、教育学有重要意义。按它决定的节律服药，会提高疗效；按它决定的节律学习或安排工作，都会大大提高效率。

分子钟

生物体内还有一架更小的时钟，这就是分子钟。

种瓜得瓜，因为子代遗传物质DNA分子上的基因是父代DNA的拷贝。不过，拷贝也会出差错，基因会发生突变。由于基因突变，鱼类上了岸，猿类中出现了人。如果DNA上的基因亘古不变，遗传拷贝绝对相同，地球上就不会有红花绿叶，不会有莺歌燕语，只有最原始的生命类病毒。

分子生物学告诉我们，基因突变的发生有一定规律，从不同物种的DNA分子的差别，可计算出两种生物分化的时间，DNA的差异越大，分野的时间越长。

运用分子钟，科学家计算出了灵长类动物进化的时间。人类的远祖是象老鼠那样的树鼩。从树鼩到人类要经过多少岁月？由于免疫球蛋白分子的变化是由基因的变化造成的，分子生物学家就考察了人和老鼠的免疫球蛋白分子K链之间的物种差异，发现要经过4万次变异才能造成这种差异。一次变异要2,000年，就是说，从树鼩到人类，经历了8,000万年漫长岁月，这与根据灵长类化石得出的年代是一致的。

（本栏图：罗捷）