时间生物学

时间生物学是研究时间过程的生物学领域，包括生物体中的周期性（循环）现象，例如它们对太阳和月球相关节律的适应。 这些周期被称为生物节律。 时间生物学来自古希腊语χρόνος（chrónos，意思是时间）和生物学，它与生命的研究或科学有关。 在某些情况下，相关术语 chronomics 和 chronome 已用于描述时间生物学现象中涉及的分子机制或时间生物学的更多定量方面，特别是在需要比较生物体之间的周期的情况下。

时间生物学研究包括但不限于比较解剖学、生理学、遗传学、分子生物学和与其生物节律相关的生物行为。 其他方面包括表观遗传学、发育、繁殖、生态学和进化。

时间生物学研究许多基本生物过程中生物活动的时间和持续时间的变化。 这些发生在 (a) 动物（进食、睡眠、交配、冬眠、迁徙、细胞再生等），(b) 植物（叶运动、光合作用反应等），以及真菌和原生动物等微生物有机体中 . 它们甚至在细菌中被发现，尤其是在蓝细菌（又名蓝绿藻，见细菌昼夜节律）中。 时间生物学中研究得xxx的节律是昼夜节律，这是所有这些生物体的生理过程所显示的大约 24 小时的周期。 circadian 一词来自拉丁语 circa，意思是周围和死亡，day，意思是大约一天。 它由生物钟调节。

昼夜节律可以进一步分解为一天 24 小时的常规周期：

• 昼夜，描述白天活动的生物
• 夜行性，描述夜间活动的生物
• 黄昏，描述了主要在黎明和黄昏时间活跃的动物（例如：白尾鹿、一些蝙蝠）

虽然昼夜节律被定义为受内源性过程调节，但其他生物周期可能受外源性信号调节。 在某些情况下，多营养系统可能会表现出由其中一名成员的生物钟驱动的节律（也可能受到外部因素的影响或重置）。 内源植物周期可以通过控制植物产生的光合产物的可用性来调节细菌的活性。

还研究了许多其他重要的周期，包括：

• Infradian 节律，比一天长的周期。 示例包括控制许多植物和动物的迁徙或繁殖周期的周期或年度周期，或人类月经周期。
• 极昼节律，即短于 24 小时的周期，例如 90 分钟的 REM 周期、4 小时的鼻腔周期或 3 小时的生长激素产生周期。
• 潮汐节律，在海洋生物中很常见，遵循从高潮到低潮再退潮大约 12.4 小时的过渡。
• 农历月（29.5 天）之后的农历节律。 它们是相关的，例如 对于海洋生物来说，潮汐水平会在月球周期内调节。
• 基因振荡 – 一些基因在一天中的特定时间比其他时间表达更多。

在每个周期内，该过程更加活跃的时间段称为顶点。 当过程不太活跃时，循环处于其深水阶段或低谷阶段。 最高活动的特定时刻是峰值或xxx值； 最低点是最低点。

18 世纪，法国科学家 Jean-Jacques d'Ortous de Mairan 在植物叶子的运动中首次观察到了昼夜节律周期。 1751 年，瑞典植物学家和博物学家卡尔·林奈 (Carl von Linné) 使用某些开花植物设计了一个花钟。 通过将选定的物种排列成圆形，他设计了一个时钟，通过在每个给定时间开放的花朵来指示一天中的时间。

例如，在雏菊科的成员中，他使用早上 6 点 30 分开花的鹰嘴豆和直到早上 7 点才开花的鹰嘴豆。

1960 年在冷泉港实验室召开的研讨会为时间生物学领域奠定了基础。

也是在 1960 年，Patricia DeCoursey 发明了相位响应曲线，这是此后该领域使用的主要工具之一。

明尼苏达大学的 Franz Halberg 创造了昼夜节律这个词，被广泛认为是美国时间生物学之父。 哈尔伯格希望更多地关注人类和医学问题，而皮滕德里格的背景更多是进化论和生态学。