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“三更燈火五更雞,正是男兒讀書(shū)時(shí)?!鄙谵r(nóng)村的我,從小只要公雞一打鳴,母親的起床時(shí)間就到了,用不了多久就會(huì)把我喊起來(lái)。那會(huì)兒真恨透了打鳴的公雞,私底下沒(méi)少收拾它。不過(guò)當(dāng)時(shí)也納悶為啥公雞能準(zhǔn)時(shí)起床,而且起床后精神勁那么好,我為什么就得大人叫醒,而且起來(lái)后還迷迷糊糊的?
后來(lái)才明白,公雞規(guī)律性的早晨打鳴(morning crowing),是和節(jié)律有關(guān),這也是2017年諾獎(jiǎng)的內(nèi)容體現(xiàn)。
( 2017年諾貝獎(jiǎng)生理學(xué)獎(jiǎng)授予Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash 和 Michael W. Young,因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了晝夜節(jié)律的分子機(jī)制)
不過(guò)雞的打鳴也受到光照的影響。今天就來(lái)和大家聊聊公雞打鳴都受到哪些因素的影響?
01,雞為什么在早晨打鳴?
雞可以在不同時(shí)間點(diǎn)打鳴,也會(huì)因?yàn)椴煌囊蛩卮蝤Q,一般大家最熟悉的就是晨鳴了,也就是morning crowing。那雞為什么在早晨打鳴,過(guò)去有兩種理論。
1,晝夜節(jié)律。這種理論認(rèn)為導(dǎo)致雞鳴叫的主要因素更多的是晝夜節(jié)律這種生物進(jìn)化出來(lái)的內(nèi)部調(diào)節(jié)因素。事實(shí)上,地球上的生物從出現(xiàn)到現(xiàn)在,太陽(yáng)一直是其最大的外界因素之一,因此對(duì)于太陽(yáng)的反應(yīng)也會(huì)是基本過(guò)程,因此也形成了普遍存在的晝夜節(jié)律問(wèn)題,并且以基因的形式存在。
2,刺激理論。生物是有應(yīng)激性的,這是生物維持生存的基本特征之一,而光照作為自然界中非常常見(jiàn)的刺激因素,對(duì)雞有影響也是很正常的,就像大家熟悉的趨光性之類(lèi)的行為。
02,晝夜節(jié)律的影響
上述二者到底是哪個(gè)更能解釋這種現(xiàn)象?于是研究人員就做了個(gè)實(shí)驗(yàn),其實(shí)實(shí)驗(yàn)不難,這兩種理論的核心在于光照刺激是否構(gòu)成打鳴的關(guān)鍵影響。
所以他們就決定研究一下,光照的影響,這對(duì)于現(xiàn)代科學(xué)就容易多了,他們?cè)诜忾]的空間里對(duì)光照進(jìn)行控制,光照12小時(shí)(12L),然后關(guān)燈黑暗12小時(shí)(12dimL)。而且這種控制還有個(gè)好處,就是排除地球自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)的影響,畢竟每天日出時(shí)間是不一樣的。
當(dāng)然,短期肯定不行,他們進(jìn)行了兩個(gè)星期的實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖所示。
經(jīng)過(guò)規(guī)律的光照處理兩星期后,可以看到,其實(shí)這公雞也不是很守時(shí)的嘛,他們打鳴也是各個(gè)時(shí)間點(diǎn)都有,比如有的是在0打鳴,有的是在光照時(shí)候打鳴,有的時(shí)候則在黑暗時(shí)期打鳴。
不過(guò),這些打鳴有沒(méi)有個(gè)極大值呢?答案是,有的。
公雞主要的打鳴時(shí)間是光照開(kāi)始前一些,大概是2個(gè)小時(shí)左右。由于這是實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,不會(huì)出現(xiàn)我們自然環(huán)境情況下的光照逐步變化。
因此,可以得出,打鳴的主要影響因素是節(jié)律而非光照。
03,刺激影響
但是光照真的沒(méi)有影響嗎?答案是否定的!
為了研究這個(gè)問(wèn)題,于是研究人員決定讓雞處于全黑暗的狀態(tài),看看沒(méi)有光照,這雞會(huì)表現(xiàn)如何?結(jié)果發(fā)現(xiàn),真有影響。
表現(xiàn)為兩方面。
第一方面,雞打鳴周期改變。研究發(fā)現(xiàn),隨著試驗(yàn)時(shí)間推移,雞的打鳴周期從24小時(shí)變成了23.8小時(shí),前后相差了0.2小時(shí)。
第二方面,雞打鳴的周期紊亂了。雖然依然存在一個(gè)相對(duì)最大值,但是其他時(shí)間點(diǎn)打鳴的頻率也高起來(lái)了。
由此可見(jiàn),光照,其實(shí)還是會(huì)影響到雞打鳴的問(wèn)題。
04,還有哪些因素會(huì)影響到公雞打鳴呢?
那么,還有其他因素會(huì)影響公雞打鳴嗎?比如,聲音?就像半夜雞叫的故事一樣。
答案是的。
如上圖所示,可以看到,聲音刺激同樣也會(huì)影響到雞打鳴。
那么,激素會(huì)不會(huì)是影響因素呢?研究人員決定用閹雞進(jìn)行研究,閹雞vs睪酮植入,結(jié)果發(fā)現(xiàn),并沒(méi)有顯著性差異,因此睪酮激素應(yīng)該對(duì)雞鳴叫沒(méi)影響。
由此可見(jiàn),對(duì)于雞打鳴來(lái)說(shuō),因素還是比較復(fù)雜的,既有晝夜節(jié)律,也有光照,還有聲音等刺激。
雞為什么會(huì)在早晨打鳴大家應(yīng)該了解了,不過(guò),雞為什么打鳴,以及打鳴其他因素的影響目前還有待研究。
Shimmura, T., & Yoshimura, T. (2013). Circadian clock determines the timing of rooster crowing. Current Biology, 23(6), R231–R233.
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