一项遗传学研究证实了观察研究长期以来的观点，研究表明生物钟会按部就班地跳动，即使动物处于冬眠状态也是如此。更重要的是，它们的昼夜节律与我们的昼夜节律如出一辙，而这些熊（Ursus arctos horribilis）却可以在黑暗中冬眠四到七个月，而且除了体重减轻多达 30% 之外，几乎没有任何不良反应。
华盛顿州立大学（WSU）的科学家认为，这些"极端轮班工人"令人印象深刻的生理机能可能为人类如何更好地应对昼夜节律紊乱提供了线索。昼夜节律失调与心脏病、免疫功能低下、糖尿病和肥胖等代谢性疾病、中风、癌症和早逝有关，在轮班工人中更为普遍。
研究人员发现，冬眠的黑熊即使几个月没有进食，其能量产生也每天都在波动。在冬眠期间，它们的能量峰值被抑制了，高点出现在一天中比动物活动时更晚的时间，但它们仍然清楚地表明昼夜节律得到了维持，而不是暂停。
"这强调了昼夜节律本身的重要性--昼夜节律使生物体在像冬眠的熊这样极端的状态下仍能灵活地运作，"资深作者、西悉尼大学综合生理学和神经科学系教授海科-扬森（Heiko Jansen）说。
该研究小组认为，了解黑熊如何在数月不进食、几乎不活动的情况下大量增重，而不会对健康造成不良影响，可以为人类疗法打开一扇大门。黑熊的体重可能会减少多达 100 磅（45 千克），但它们的肌肉几乎没有流失，骨骼没有退化，也没有引发新陈代谢疾病。
在这项研究中，研究人员从细胞层面研究了动物体内时钟的表达。研究人员采集了六头黑熊在活动期和冬眠期的细胞样本进行培养。冬眠期动物的体温通常较低，约为 34 °C（93.2 °F），研究人员将从冬眠期动物身上提取的细胞与活动期提取的细胞进行了比较，活动期动物的体温约为 37 °C（98.6 °F）。
他们的发现证实了昼夜节律活动，冬眠动物细胞中有数千个基因有节律地表达。这表明，三磷酸腺苷（ATP），即人体细胞的能量，是以 24 小时为周期产生的，尽管峰值和谷值都较低。
如前所述，能量输出峰值出现的时间也比动物活动时晚，这表明熊在冬眠期间改变了昼夜节律，以降低维持"电池"运转的成本。正因为如此，它们可以在数月不进食的情况下继续燃烧足够的燃料为身体提供能量，而且不会出现有害健康的问题。
"这就像设置恒温器一样，"扬森说。"如果你想节省一些能量，你就把恒温器调低，这基本上就是熊正在做的事情。"
在西悉尼大学黑熊中心观察冬眠动物时，研究人员还注意到，即使光照条件保持不变，动物在一天中的某些时段也会更加活跃。这些活动的增加与冬眠动物的细胞产生 ATP 的高峰期相对应。
他补充说："它们利用了抑制昼夜节律的能力，但并没有阻止时钟运行。这是一种非常新颖的微调动物新陈代谢过程和能量消耗的方法。"
研究人员认为，利用这种能力可能有助于人类应对需要在"生物"夜间工作、白天睡觉的时间表。
据估计，14%的劳动力都要在夜间工作，人们越来越关注保持这样的工作时间对人类健康的危害，尤其是慢性疾病、意外事故、生活质量低下和医疗成本等方面。
如果科学家们能够研究出如何让我们自己的内部时钟比普通熊更聪明，那么消除有害健康影响的潜力将是巨大的。
在最近长达十年的另一项研究中，科学家们发现熊在冬眠期间也会产生一种独特的抗凝血蛋白，以保护它们免受长期不动带来的风险。
这项研究发表在《比较生理学杂志 B》（Journal of Comparative Physiology B）上。