月球对人体有影响的观点长期以来一直被认为是不科学的,而随着研究的深入,是时候重新审视它对地球生命的作用了。

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19542月,生物学家弗兰克·布朗(Frank Brown)发现了一些说不通的现象。他在研究牡蛎是否具有某种“时间概念”时发现,它们会在涨潮时张开壳进食,大致一天两次。布朗预感,牡蛎的这种行为并不只是因为环境变化而出现的,即便把它们搬到远离海洋的地方也仍旧会出现这种类似于“生活节律”的现象。

为了验证自己的想法,他从康涅狄格纽黑文沿岸海域向位于伊利诺伊埃文斯顿的西北大学(上千公里之外的内陆地区)运去了一大批牡蛎。

布朗把这些贝类安置在封闭的暗室里,规避了温度、气压、水流和光线方面的环境变化。一开始,这些牡蛎仍旧保持着原来的生活节律,每天两次张壳进食,而且时间完全符合纽黑文涨潮时间。接着,奇怪的事发生了——牡蛎的进食时间慢慢地发生了变化,到最后比原来晚了整整3小时。

对此,布朗很是困惑,但最后意识到,这是因为牡蛎适应了当地的月球状态:它们会在埃文斯顿涨潮时分进食——当然,埃文斯顿地处内陆,并没有真正的涨落潮,牡蛎是按照如果埃文斯顿位于海边的涨潮时分来张壳进食的。虽然没有明确的环境因素,但这些贝类似乎的确能够通过某种方式追踪到月亮的变化周期。

从这项研究起,布朗开始相信,牡蛎、人类以及一切生命形式都与一些微妙的宇宙因素相连,持续不断地通过感知日月运动来协调从新陈代谢到繁衍后代的各种生物学过程。然而,他的观点在同行们看来很是有点古怪。

后来,学界逐渐淡忘了布朗的研究结果,月亮周期能够影响生物活动的概念也被视为伪科学。不过,如今,各个领域都有越来越多的证据表明布朗可能是对的。或许,除了显而易见的地球节律之外,我们这些生物的生活节律还遵循着月亮的变化周期。

“越来越多的证据表明,月亮的影响范围要比我们原来认为的大得多。”

认为月亮引导着地球生命活动的观点早在几千年之前就出现了。古希腊人就认为,女性生育能力的源头就是月亮,最有力的证据就是:女性平均月经周期为29.5天,正好也是连续两个满月之间的间隔。实际上,“月经”(menstruation)这个词就是从古希腊语“mene”(意为“月亮”)演变而来的。

此外,很早之前就有观点认为,月亮会影响人类的心理健康,这从贬义术语“疯子”[lunatic,起源于拉丁语中的月亮一词(luna)]中就能看出来。

不过,当现代生物节律学在20世纪五六十年代奠定理论基础时,大多数研究者都把关注重点放在了太阳主导的节律上。相关理论认为,地球生物的内部生化时钟推动着日常节律活动,而驱动这部生化时钟的则是一些物理学因素,尤其是日光。

太阳的阴影之中

生物节律理论的一大关键证据来自德国生理学家尤金·阿绍夫(Jürgen Aschoff)在巴伐利亚山坡上建造的一个掩体。

1964年开始,上千名志愿者陆续进入该掩体接受相关实验。他们在掩体中连续待上几个月,其间接触不到日光等各种能够表明白昼时间的物理因素。(此前,学界认为,我们的睡眠节律以及从体温到代谢的各种生理学活动,都会按照1天24小时的周期变化。)

在掩体内,这样的周期仍旧存在,但要比正常情况下稍慢一些。阿绍夫由此认为,布朗错了:我们的日常节律不可能是对某些尚未认证的宇宙信号的回应,否则,掩体内志愿者的日常节律应该完全和正常情况下一样,不会有任何偏差。虽然我们的生物钟会受到太阳等其他环境因素的影响,但它们仍能独立运行。

但是,自20世纪80年代起,我们认证了多种负责编码一些特定蛋白质的基因,这些蛋白质会在复杂反馈回路网络中相互调节,从而让我们的生理学活动形成了一个随太阳变化而变化的24小时稳定周期。

现在认为,这样的生物钟正是生命的一大决定性特征:它们告诉动物何时进食、运动、睡觉、消化,提醒植物在夜间进行定量淀粉储备,还会给无数海洋生物发出信号,让它们在黎明前下沉,又在每晚地球生物质活动最剧烈的时候浮出海面,以躲避捕食者。

通过持续追踪日出日落时间的变化,这类生物钟还会引发生物活动的季节性变化,告诉地球生物们何时迁徙、何时脱毛、何时繁衍。在医学领域,现已证明,与太阳活动不同步的生活作息会导致包括失眠、抑郁、肥胖、心脏病和癌症在内的诸多疾病。

另一方面,月亮对地球生物的影响,得到的关注就远没有那么多,这部分是因为各种以月亮为主题的民间传说。在生物节律学逐渐成为一门严肃学科的过程中,那些提及月亮影响的研究多被认为不可靠,因而遭到忽视。

现在,越来越多的证据表明,月亮的影响范围要比我们原来认为的大得多。很早之前,我们就知道,月亮对地球的拉扯导致海洋隆起,导致沿海地区的涨潮退潮现象,但现在,月亮对海洋生物的影响方式也逐渐变得清晰。

那些以在水中释放卵细胞和精细胞的方式繁衍的水生物种常常会通过月相计时,以抓住狭窄的繁衍窗口。在澳大利亚大堡礁,数以亿计的珊瑚会在月亮驱动的大规模活动中释放卵细胞和精细胞,其数量之多,竟能将海洋染成粉红色。与此同时,许多潮汐生物都会利用每月两次的特大潮现象——这个时候,地球、月亮和太阳的排列方式会产生额外的引潮力。生活在大西洋岩石海岸海藻垫中的海蠓(Marine midges),只会在海潮最低并露出海床的时候才以成虫的形式出现。日本陆蟹可以预测何时涨潮,从而算好时间从居住的山上下来,在海洋中产下后代。

此外,还有很多内陆生物也会根据月光生活和繁衍。包括猫头鹰、狼和蛇在内的捕食者都会根据月光情况外出捕猎。北美有一种叫作夜鹰的鸟类,它们下的蛋会在新月期间孵化。由于雏鸟在出生两周后能量需求最高,这样一来,成鸟届时就能借助满月的月光捕捉昆虫了。塞伦盖蒂草原上的角马会根据月亮确定受孕时间,以便在春季迁徙之前安全产下幼崽。2015年,生物学家还报告了第一例植物根据月亮周期繁衍的例子。这种麻黄属植物是松柏类植物和苏铁植物的近亲,它们会在满月期间渗出在月光下如钻石般闪闪发光的糖液以吸引昆虫。

这类月球效应可以塑造整个生态系统。

2016年,生物学家报告说,在北冰洋太阳永不升起的仲冬时分,那些每天集体下沉的海洋浮游生物,以月亮为指导,转而形成一个24.8小时的生活周期。

这类生物行为背后的驱动机制目前尚不清楚。生物体会不会只是被动地回应环境变化?又或者,这些行为由它们内部的月亮生物钟驱动?

在过去几年中,遗传学研究已经证明,月亮周期的确会直接调节像珊瑚、毛足虫、河豚这样的海洋生物的生物活动。2017年,中国台湾地区开展的一项针对芽枝軸孔(Acropora gemmifera)珊瑚的研究发现,这种生物体内上千种基因的活动都会随月相的变化而变化,其中包括一些涉及诸如细胞信号传导、细胞分裂等关键功能的基因。

此外,还有数项研究证明,即便把这些生物放到恒定的实验室环境中,它们的这种月亮周期也仍会延续。

另一项令人惊喜的发现则是,很多随月相变化而变化的基因也与生物钟有关。2019年的一项研究发现,当牡蛎处于恒定环境中时,数种我们认为与生物钟有关的基因仍会周期性运转,且这个周期与当地涨落潮时间吻合。

“这表明,部分生物钟同样也会按照潮汐时间工作。”在奥地利维也纳大学研究月亮周期分子机制的克里斯汀·泰斯马尔-雷博尔(Kristin Tessmar-Raible)说。

海洋物种的这种时钟机制更为复杂,且我们认为,从演化角度来说,它们要比鼠类、人类以及果蝇的时钟机制更为古老。泰斯马尔-雷博尔还表示,至少就几个小时尺度这样的短周期来说,我们祖传的生命时钟实际上确实受到太阳和月亮的共同节制。

这些新证据凸显了孤立研究太阳效应或月亮效应的问题。“我认为,这是误入歧途。”泰斯马尔-雷博尔说。她认为,将太阳效应和月亮效应分割研究,这种方法对在实验室中探索分子机制确有作用,但从生态学观点上看毫无意义。“自然是太阳与月亮的结合。”

月亮对人体的影响之争议

认为月亮效应能够影响我们体内生物钟的观点一直备受争议。那些试图将暴力行为、月经周期、分娩等事件同月相联系在一起的研究得到的结果混乱无章、毫无头绪,而那些近期展开的严谨研究则往往发现,月亮并不会产生这类效应。

有些人认为,没有必要再做进一步研究了。近年的一些评议经常把涉及此类月亮效应的观点描述为“超出正常研究范围”。

不过,泰斯马尔-雷博尔指出,既然现在在从鱼类到无脊椎动物的整个动物王国中都发现了基因控制的月亮导向生物活动节律的证据,那么,如果人类身上也存在某种形式的月亮生物钟,我一点也不会感到惊讶。

得克萨斯大学奥斯汀分校生物节律学家迈克尔·斯莫伦斯基(Michael Smolensky)也赞同这种观点。他说,月亮效应之所以在近年来的很多研究中消失了,是因为我们不再暴露于月光主导的自然模式之下,“人类已经从祖先早已适应的环境中分离了出来”。

很多相关研究的结果都不尽相同,这让人体月亮生物钟之争始终悬而未决。

2019年的一项研究分析了发生在芬兰北部的2600多起自杀事件,结果发现,满月时的自杀率有所上升,但仅限于绝经前夕的女性。研究人员认为,这可能肇始于月亮对月经周期造成的影响,而月经周期波动引发的荷尔蒙变化会导致抑郁。

2020年,德国研究人员向欧洲生物节律研究学会报告称,月光可以设定月经周期的节律。

近年来的数项研究还发现,睡眠质量也会随着月相的变化而改变——新月时的睡眠通常更短、更浅——即便在恒定的实验室环境下,这种规律也仍旧存在,只是这一结论仍需更多实验支持。反过来,睡眠中断会引发癫痫,并加剧双相情感障碍、精神分裂症等病症。

在所有这些相关实验中,最有意思的或许是美国国家心理健康研究所精神病学家和睡眠研究者托马斯·韦尔(Thomas Wehr)2018年开展的一项研究。他以双相情感障碍症患者为研究对象,一连数年跟踪观察他们的睡眠时间和情绪状态,最后得出结论:这些患者情绪的起伏由与月相相关的各种睡眠模式触发。在这些被试中,有一位病人自行记录睡眠时间17年。他每天固定时间上床睡觉,但醒来的时间却遵循月亮变化形成了一个24.8小时的周期。这意味着,他有时几乎睡不着,有时又会一睡差不多一整天。韦尔认为,这名患者醒来的时间错误地同太阴日(月亮连续经过同一子午圈所需的时间,平均约为24.8小时)联系在了一起。

德国科隆大学研究生物节律的菲利普·刘易斯(Philip Lewis)称,韦尔的工作“绝对很吸引人”。再回看阿绍夫20世纪60年代在巴伐利亚掩体中所做的实验,志愿者们接触不到阳光,日间活动周期的时钟慢慢发生偏移,正是这一结果帮助推翻了布朗关于宇宙因素影响人体活动的观点。

刘易斯指出,偏移后的周期平均约为24.8小时,正好是太阴日的长度。那么,有没有可能,是这些志愿者在接触不到太阳的情况下,以某种方式按照月亮周期生活了?

泰斯马尔-雷博尔也认为,的确“有可能”存在这种生物时钟,但她也强调,目前还没有直接证据表明是月亮产生了这种效应。

关键之处在于,我们在韦尔研究中看到的效应并不符合月相变化,所以,这些效应不可能是由月光的不同变化程度引发的。相反,这些被试的睡眠似乎是受到潮汐周期的影响。但是,又是什么机制促使阿绍夫实验和韦尔实验中的被试感受到月球运动呢?一种观点认为是引力。

在提出这个观点之后,学界对布朗的批评更尖锐了。要知道,地球磁场极其微弱,大概是一块冰箱贴的1/200,月亮令地球磁场产生的波动就更小了。没有任何已知机制能让这么微小的磁场变化影响生物过程。

例如,有研究暗示,引力的细微变化可能会影响植物的生长。另一种可能就是布朗率先提出的观点。早在20世纪50年代,他就想知道那些牡蛎是怎么追踪月亮运动的。为此,他在迷宫里放置了上万只移动能力更强的无脊椎动物——泥蜗和扁形虫——并且发现,它们会根据非常微弱的磁场导航,而它们偏好使用的磁场,方向又是根据月相而改变的。太阳和月亮的运动会让地球磁场产生微弱的波动,布朗认为,那些能够感知这类细微磁场变化的能力就解释了牡蛎实验的神秘结果。

不过,虽然很多研究者都尽量在公开场合回避布朗的研究,但他们也并没有完全忽视。实际上,阿绍夫就同一位名叫拉特格·韦弗(Rütger Wever)的物理学家一道建造了两个掩体。

这两个掩体几乎完全相同,只除了一点:其中一个屏蔽了地球磁场,而另一个没有。如果在屏蔽了地球磁场的掩体中,被试们的生活节律仍旧如同在未被屏蔽地球磁场的掩体中那样,那就证明布朗的观点错了,反之就说明他的看法站得住脚。

阿绍夫和韦弗继续实验,并且确定了内部生物钟的概念,但两个掩体中的实验结果并不一致。在被屏蔽了地球磁场的掩体中,被试生活节律的偏移程度变得更大了,而且也变得更加多样化。有时甚至出现了掩体内两名被试的内部生物钟完全脱节的现象。

20世纪70年代,韦弗将研究结果发表在一系列如今已不可考的论文中。论文中,他称相关效应颇为“显著”,并且是第一件证明人体受地球磁场影响的证据。不过,阿绍夫并没有在自己的重要研究中提到那个被屏蔽了地球磁场的掩体,他就好像从未做过这个实验一样继续着生物节律方面的研究。

不过,自那之后,研究导航的生物学家逐渐意识到,动物可以通过各种方式感知微乎其微的磁场。

鱼类在田间水体中游动时,会利用充满胶状物的水道网络测定水流方向。一些细菌会利用微小的磁性晶体让自己沿着磁力线排列。此外,我们在很多物种身上都发现了这类晶体,包括人类。另一种感应磁场的方式似乎与一种叫作隐花色素的光感分子有关。光能够让这种分子进入活跃状态,有时,甚至磁场的极微小波动都能影响这一过程的发生速率。

隐花色素功能广泛,比如调节植物生长速率,控制开花时间,也可以让鸟类和蝴蝶通过磁场导航。有意思的是,隐花色素还是生物钟的组成部分。马萨诸塞大学神经科学家史蒂文·雷珀特(Steven Reppert)称,黑脉金斑蝶用于导航的磁感应现象似乎独立于生物钟。不过,现已证明,磁场的确可以改变包括蟑螂在内的数种昆虫的生物钟周期长度。

现在甚至有迹象表明,人类终究也还是能感知磁场。

2011年,雷珀特将人类隐花色素植入果蝇(实验人员已经设法让果蝇自身的隐花色素失效)中,结果发现,果蝇重新获得了利用磁场导航的能力。雷珀特说,因此,隐花色素的确可能在人体中起到磁场感受器的作用,“但还需要更多工作证实这一点”。

与此同时,加州理工学院的约瑟夫·克什维克(Joseph Kirschvink)则认为,磁晶体也能起到隐花色素的作用。他还在2020年报告称,被试大脑中的生物电活动会对磁场变化做出反应。

或许,除了光和温度等比较明显的因素之外,微弱的磁场变化真的也能让我们的身体和大脑始终保持与日月运动之间的联系。

“的确有不少人很可能会嘲笑这种想法,但我不会轻易排除这种可能,”泰斯马尔-雷博尔说,“如果我们想要真正了解这种现象的背后机制,那肯定应该继续研究下去。”她认为,第一步应该是检验,通过磁场因素是否能改变毛足虫或海蠓等模型物种的月亮导向生物节律。

半个世纪前,布朗将包括人类在内的生物描绘为电磁宇宙整体中的一个不可分割的部分。他说,生物体及其所在的环境“通过生命时钟紧密相连”。后来,学界偏好由日光调节的自主生化时钟理论,布朗的观点就惨遭无视。不过,虽然日光主导的生物节律模型的确取得了重大成就,但布朗的理论或许也有可取之处。“动物会使用各种与生物钟相关的可用因素。其中,月亮发挥的作用并不亚于太阳,”泰斯马尔-雷博尔说,“于是,如今,人们研究得越多,就发现得越多。”

资料来源:

MoonstruckNew Scientist202095