研究发现即便是海洋多毛蠕虫也能够表现出各自的日常节律

一项研究发现，海洋多毛类蠕虫表现出独特的日节律，影响它们的行为和生存，表明这些个体模式可能是适应环境变化的关键，并对医学研究具有潜在的影响。盒子里的蠕虫 Platynereis dumerilii。图片来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/Birgit Pöhn

乍一看，这项新研究的主角似乎并不令人印象深刻：只有几厘米长的Platynereis dumerilii是一种多毛类蠕虫，可以在全球温带到热带沿海水域找到；如果你的目标是寻找个性突出的动物，肯定有更合适的人选。但这并不是这项研究的主要目标，来自维也纳马克斯-佩鲁茨实验室、维也纳大学和奥尔登堡大学以及比利时鲁汶天主教大学的专家们都参与了这项研究。首先，研究人员对决定无数生物日常节律的内部时钟感兴趣。

AWI 的生物学家 Kristin Tessmar-Raible 解释说："生物计时在很多层面上都很重要。物种之间的生态联系与细胞层面的生化过程一样依赖于生物计时。"

但是，当人类使气候变暖或使用人工光源将黑夜变成白昼时，生物的内部时钟会如何反应呢？该研究的主要作者索伦-海夫克（Sören Häfker）说："对于海洋生物，我们仍然知之甚少。在这方面，节律在它们的生活中尤为重要：温度、可用光照和食物以及其他各种因素在一天中不断变化，生物必须做出相应的反应。它们根据这些外部节律调整自己的行为、新陈代谢和基因活动。"

然而，目前还不清楚它们将来能否同样成功地做到这一点。当它们的内部时钟不再与环境相匹配时，生存就成了问题。这位生物学家强调说："因此，我们需要更好地了解海洋的节律是如何变化的，以及这对单个物种和种群意味着什么。事实上，对于关注生物内部时钟的时间生物学来说，这种露水虫的远亲已经成为最重要的模式物种之一。"

在过去的实验中，研究小组注意到蠕虫的日常节律非常不同。在人类中，这是一个熟悉的现象：早起的鸟儿很少变成夜猫子，反之亦然。但是海洋多毛类蠕虫呢？它们的行为差异只是随机变化，还是也有个人策略？

为了弄清这个问题，研究小组系统地观察了这些蠕虫在新月到来时的日常活动。结果发现：有些个体每晚都在完全相同的时间活动。反过来，另一些个体似乎是没有节律的"沙发土豆"，只是偶尔活动一下--此外，在这两个极端之间还有各种"灰色阴影"。几周后再次观察同样的蠕虫时，它们的行为基本保持不变：一旦成为沙发土豆，就永远是沙发土豆。

泰斯玛-雷布尔说："我们非常惊讶地发现，个体行为节律的可重复性如此之高。这告诉我们，即使是蠕虫也有微小的、有节律的个性。"

更多个性 = 更强复原力

为了进一步了解这些行为差异，研究小组系统地比较了容易出现特别有节律和无节律行为的蠕虫头部的基因活动。令人惊讶的是，他们发现所有标本的每日内部时钟都运行得很好，即使是节律不齐的"沙发土豆"也不例外，而且具有节律活动的基因数量几乎与"守时"蠕虫一样多。专家们推测，蠕虫所采用的多种策略可能为它们提供了进化优势。毕竟，它们生活在条件千变万化的沿海环境中；因此，生活方式 A 可能是特定地点的最佳选择，而不远处的生活方式 B 可能更适合它们。此外，这种形式的个性可能会使它们对重大的人为变化更有适应力--在一个不断变化的世界里，这种多样性至少会增加一些蠕虫能够应对新环境的机会。

但是，这项研究不仅提供了关于海洋节律的新见解，还强调了一个事实，即特定生物体内的工作过程并不一定反映在其行为中：即使是在沙发土豆蠕虫中，遗传活动也遵循着日常节律，即使这种节律在外部无法识别。这不仅适用于蠕虫，也适用于人类。泰斯玛-雷布尔说："这就是为什么这样的发现对于像天文医学这样的领域来说也是令人兴奋的。"

近年来，在治疗过程中考虑到患者个人的日常节律的努力得到了加强和成功。但是，正如所观察到的蠕虫一样，它们也由从行为到基因活动等各种成分组成，会对药物和用药时间产生不同的反应。因此，特别是在涉及人类时，天文医学分析必须考虑多个不同的层面--如果连蠕虫都能如此个性化，那么我们这个物种可能也不例外。

编译来源：ScitechDaily