[科普中国]-生物周期现象

生物周期现象又称生物节律，即生物的生命活动呈周期性变化的规律。周期是物质运动的一种规律，生命运动也有自己的周期。生命运动的周期和周期内的各个阶段、环节，在时间上呈现为生命运动的节律。生物节律不仅是时间上的节段性，同时表现为生物学特征随时间节段的规律性变化。

定义生物周期现象又叫生物节律（biological clock），亦称“生物钟”。有机体内部发生的周期性变化过程。最典型的例子是睡眠与觉醒的周期性交替。交替之所以表现出准确的周期性，一方面决定于身体器官和细胞机能状态的周期性变化，另一方面是环境的影响，如太阳和月亮升起、下落的周期变化。太阳、月亮的运动规律直接影响地球上生物的周期性变化，如谷物随季节生长；候鸟随潮汛变化而迁栖（潮汛是月亮对海洋的引力引起的）；人的体温在一昼夜内出现周期性升降等。生物钟现象使人在一天的不同时刻工作效率不一。骤然改变正常的昼夜周期（如从地球的东部迁到西部居住）会使人的机体功能混乱，情绪烦躁，工作效率降低。1

简介生物周期现象存在于生物圈的不同层次上，包括生物圈、生态系统、群落、种群、个体及组成个体的系统、器官、组织、细胞、细胞器、生物大分子等，都有自己的周期。由于不同层次上生命运动的时空特性不同，生物的周期在时间上差别很大，短的只有几秒、几分钟，长的有日、旬、月、季、年甚至年代周期。例如很多脊椎动物的取食行为和睡眠行为在一天之内很有规律地发生的；温带地区的动物大都是每年繁殖一次，这些周期现象都是由生物周期所决定的。
有按年、按月、按周变化的低频周期，如育龄妇女的月经周期，又称为月周期。有按日变化的中频周期，如体温、血压、血细胞数、糖皮质激素、代谢水平等均呈昼夜周期变动，又称日周期。还有周期周期短于 1天的高频周期，如呼吸周期、心动周期等。生物周期的构成包括两个方面：一是机体本身具有的内在周期；二是受自然环境变化的影响，生物周期与环境同步。据研究，下丘脑存在有控制生物周期的中心。

主要作用研究证实，每个人从他出生之日直至生命终结，体内都存在着多种自然周期，如体力、智力、情绪、血压、经期等，人们将这些自然周期称作生物周期或生命节奏等。人体内存在一种决定人们睡眠和觉醒的生物钟，生物钟根据大脑的指令，调节全身各种器官以24小时为周期发挥作用。现已发现12个与生物钟相关的基因。生物钟使人有高潮期和低潮期，两者之间为临界期。高潮期时，人的思维敏捷、情绪高涨、体力充沛，可以充分发挥自己的潜能；低潮期，思维迟钝，情绪低落，耐力下降；临界期时，人的判断力较差，易出差错。

在日常生活中，几乎每个人都有这么一种感觉：有时体力充沛，情绪饱满，精神焕发；而有时却又感到浑身疲乏，情绪低落，精神萎靡。迥然不同的两种情况是怎么在同一个人身上发生的呢？科学家们经过长期研究表明：对人的自我感觉影响最大的三个因素是——体力、情绪和智力，而且体力、情绪和智力的变化是有规律的，一个人从出生之日起，到离开世界为止，这个规律自始至终不会有丝毫变化，不受任何影响，这个规律就是人的“生物周期”，又称为的“生物三周期”，即：“体力周期、情绪周期、智力周期”。

变化关系生物周期现象直接和地球、太阳及月球间相对位置的周期变化对应。

①日周期（Circadian Rhythm）。以24小时为周期的周期,通称昼夜周期（如细胞分裂、高等动植物组织中多种成分的浓度、活性的24小时周期涨落、光合作用速率变化等）。

②潮汐周期。生活在沿海潮线附近的动植物,其活动规律与潮汐时相一致。

③月周期。约29.5天为一期,主要反映在动物动情和生殖周期上。

④年周期。动物的冬眠、夏蛰、洄游,植物的发芽、开花、结实等现象均有明显的年周期周期。除天体物理因子外,光线、温度、喂食、药物等因素在一定程度上可起调时作用。此外,还有一些生物周期不受外界影响,正常成人心搏每分钟70次,酶合成和酶活性的振荡周期为1到几十分钟,神经电位发放频率则可达101～102赫。通常把生物体内激发生物周期并使之稳定维持的内部定时机制称为生物钟。对生物钟有两种假说:一种认为生物体系根据外界自然周期现象定时,因而产生了与天体物理因子等同步的周期;另一种认为生物钟是先天性和遗传性的,是一种内在的振荡机制。

周期阶段人处于正半周期为周期的高潮期，高潮期内人的心情舒畅，精力充沛，工作效率高；

人处于负半周期为周期的低潮期，低潮期内人的心情不佳，容易疲劳、健忘，工作效率低；

正弦曲线与横轴交点这一天称为“临界点”，三周期的3个临界点互不重叠称为单临界点；2个临界点重叠称“双临界点”；3个临界点重叠称“三临界点”；

临界点及前后一天为临界期，三周期同时在负半周期重叠的日子，也称为“临界期”；在临界点及临界期内，人的体力、情绪和智力极不稳定，做事非常容易出现失误。

研究历史18世纪，英国著名的植物学家林奈对植物开花时间作了很多观察和研究，然后在自己的花园里培植了一座有趣的“花钟”，这个原理就是根据每种花开的时间有一定的规律精心培植的。

时钟花是生长在南美热带雨林的常绿藤蔓植物，它的形状看上去很像时钟上的文字盘 ，所以被称为“时钟花”。时钟花的花开花谢非常有规律。早上开晚上闭，它的花几乎同开同谢，有研究表明，时钟花的开花规律与日照、温度的变化密切相关，同时受内在体内一种物质——时钟酶的控制。这种酶调节着时钟花的生理机能并控制着开花时间。日出后，随气温逐渐升高，酶活跃起来，促进了花朵的开放，当气温上升到一定程度，酶的活性又渐渐减弱，花朵也就自然凋谢了。经观察，时钟花开花所需的温度在18℃～20℃，凋谢时温度在28℃～32℃。晴天常在上午9～11时开放，下午3～4时谢落阴天午间12时左右开放，下午5~6时谢落；若气温较低，则花朵开放时间常要延迟到下午3时，且只是“迎风户半开”而已。若逢阴天，花朵会迟至夜间才凋，有时甚至第二天早晨方谢。

20世纪初，英国医生费里斯和德国心理学家斯沃博特发现一个奇怪的现象：有一些病人因头痛、精神疲倦等，每隔固定的天数就来就诊一次，后来他们总结出：人的体力状况变化是以23天为周期的，人的情绪状况变化是以28天为周期的，20多年后，特里舍尔又根据总结自己学生的智力变化情况，总结出：人的智力状况变化是以33天为周期的；后来科学家们又发现：人的“体力状况、情绪状况、智力状况”按正弦曲线规律变化，人的“生物三周期”中，可分为“高潮期”、“低潮期”、“临界点”、“临界期”。2

注意事项从事危险作业人员在生物周期低潮期时应引起注意；双重临界日更应高度注意；三重临界日应尽可能避免从事相关危险作业；以防止事故发生。

从事脑力工作或学习的人员，应合理安排作息时间，在体力高潮期尽可能多的参加锻炼活动，而在智力和情绪高潮期应抓紧从事用脑活动、这样会获得事半功倍的效果，工作或学习效率会非常高。

从事体育训练也应根据运动员的体力、情绪、智力周期情况，合理安排训练项目，在高潮期应多参加训练，而在临界日及低潮期应注意进行调整，能避免运动上海事故并能收到良好好的训练效果；人们选择体力高潮期进行体育锻练可达到好的锻练效果。

如果夫妇要生育计划时，应查看参考夫妻双方的生物周期指标，尽可能选择双方四条以上生物周期高潮期的时间段内受孕，对于将来出生的小宝宝的聪明健康有很大好处；对孩子的教育，父母也应参考孩子的情绪和智力周期的高潮期对孩子进行合理的教育。

大家应该参考各自的生物周期指标，应避免在情绪临界日发生争吵；破坏家庭和睦。

如有病人需要进行手术治疗，应尽可能避免在体力、情绪临界日进行，危重病人在体力及情绪临界日应多加关照和护理，防止意外发生；老人、儿童、体弱者在体力低潮期或临界日应注意天气变化，预防疾病的感染。

运用方法人的心理状态是十分重要的。体力、情绪和智力的变化处于高潮期的时候，就应充分利用自己良好的“竞技”状态，努力学习，勤奋工作，多作贡献。这时如果盲目乐观，也会给工作和学习带来影响。例如有的汽车司机就是因为麻痹大意，而在高潮期发生车祸的。

同样，体力、情绪和智力处于低潮期和临界期的人，不必过分紧张。因为紧张的心理状态，会影响人的体力和大脑的机能，使工作和学习效率进一步下降。在这一时期，适当注意休息、锻炼和营养，注意用脑的卫生，如变换大脑活动的方式，轮流学习不同的内容，使大脑的各个区域交替活动、劳逸结合，就可以使大脑仍然有条不紊地工作，有利于提高工作和学习的效率。

掌握人体生物节奏的规律，是为了扬长避短，使人们更好地工作、生活和学习。忧心忡忡是不必要的，盲目乐观也是十分有害的。对于生物周期是否真的存在，它对我们的生活和人生是否有实在的意义，科学上有所争论。《与众不同的心理学》一书，明确表示生物周期是伪科学。网上也有人对生物周期的三周期进行分析，与实际情况并不相符合。因此一件事情的影响因素可能有非常多，生物周期或许对事件也会产生一些影响，但是并不能根本决定事情和未来的走向。

主要案例中国许多地方规定：连续驾车超过4小时的驾驶人必须停车休息20分钟以上，此举会大大减少我国的恶性交通事故。 知名安全专家胡正祥教授为写《生物周期与行车安全》一书做了大量调查，他发现疲劳驾驶是交通事故的主要原因之一，除意外事故外，大车祸都发生在开车人的生物周期临界期和低潮期，即疲惫不堪时。

日本发现，82%车祸都发生在司机生物周期的临界期。交通事故与肇事者的生物周期密切有关。当人体生物周期处于临界期或低潮期时，人会感到体力不济，精神恍惚，对高速运行的车辆和复杂的路况做出错误判断和错误动作，这是导致交通事故的重要原因之一。无论开车人起步时多么精力充沛，在连续驾车超过4小时后都可能出现疲劳，使人处于生物周期的临界期或低潮期。这时一定要停车休息，人处“低潮”要慎行车，能不开就不开。从这个角度看，尊重我们的生物周期就是爱护我们的生命。

为了避免和减少车祸的发生，要运用生物周期的理论对开车人实行生物钟管理，如“驾车超过4小时必须休息”等做法，对疲劳驾驶，欧美国家早就有严格规定，如欧洲国家就规定，不准连续驾车超过4小时，一天总驾车时间不能超过8小时，驾驶人是否停车和停了多长时间都由车内的“黑匣子”记录在案，供警察检查，违反规定者会受到重罚。

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学