认识你自己系列套装3册 科普读物

书名: 认识你自己系列套装3册

定价: 158

作者:

出版社: 北京联合出版公司

出版日期:

用纸: 胶版纸

装帧: 平装

开本: 32

ISBN: 9787568917544T

《我们为什么还没有死掉—免疫系统漫游指南》

如何跟数百万细菌战斗？免疫系统是从哪里来的？怎样面对免疫系统的天然缺陷？免疫系统损坏就无法重建吗？病毒、细菌在不断演化，未来的抗药性之战应该怎么打？ “提高免疫力”与“益生菌”是消费陷阱？诺贝尔奖关于先天免疫讲了什么？一本书让我们了解免疫系统，并发现，活着本身便是奇迹。

《我们为什么会觉得累--神奇的人体生物钟》

人体生物钟不是我们想象的那么简单，实际上它影响了一个人活着的状态。 我们为什么总是这么累！ 人体生物钟讲解！ 当“睡不着”成为一种“现代病”，解决它的前提是真正理解睡眠机制！ 生活实例与科学理论兼而有之，没有枯燥乏味，只有心心相惜！

《我们为什么要睡觉？》

“要使大脑和身体健康恢复到状态，我们能做的就是睡觉，它是大自然赐予我们的对抗死亡方法。” ★比尔•盖茨盛赞推荐，称此书让他告别熬夜，开始好好睡觉！ 全球销量已突破100万册，被译为34种语言畅销世界！为什么要睡觉，睡不好有什么坏处，怎么睡个好觉，答案尽在其中。 ★ 2020年卡尔·萨根科普奖得主马修·沃克成名之作。 《纽约时报》《星期日泰晤士报》畅销书排行榜，《观察家报》《金融时报》《卫报》《每日邮报》《标准晚报》年度选书，一部不可不看的作品。 ★我们生命中有1/3的时间在睡觉，但你是否真的了解这件平常之事？ 酒精、空调、LED屏幕，现代人为自己设置了多少安睡障碍？癌症、抑郁症、阿尔兹海默病，睡不好到底会带来多少身心伤害？儿童期、中年期、老年期，怎样睡才能符合各个年龄段的实际需求？理解力、学习力、创新力，梦境如何奇迹般疗愈痛苦创伤，带来认知飞跃？褪黑激素、非药物疗法，失眠者的科学选择是什么？ 一本全面、专业、尖端、实用的“睡眠百科全书”，带你寻回一夜好眠。

《我们为什么还没有死掉—免疫系统漫游指南》

《我们为什么还没有死掉？我们如何跟数百万细菌夜以继日地战斗？我们的免疫系统是从哪里来的？怎样面对免疫系统的天然缺陷？免疫系统损坏就无法重建吗？病毒、细菌在不断演化，未来的抗药性之战应该怎么打？ “提高免疫力”与“益生菌”是消费陷阱？诺贝尔奖关于先天免疫讲了什么？ 在这本生动易读的小册子里，伊丹·本-巴拉克向我们展示了免疫系统是如何运作的，它是如何摧毁病原体的，我们为何会对某些致病体产生免疫，同时，探讨了免疫系统的演化以及我们关注的抗生素与疫苗的功能，并展望了免疫的未来。本书将带领读者展开一次有趣的免疫系统漫游。

《我们为什么会觉得累--神奇的人体生物钟》

早睡早起身体好吗？ 年轻人为什么常常晚上睡不着，早上睡不醒？ 对全球到处旅行的“空中飞人”们来说，怎样才能顺利倒时差？ 倒班工作是怎么影响人体健康的？ 这是一本关于 “时间生物学”的大作，看似无形的人体生物钟其实对我们的心理、生理健康产生着巨大的影响，决定着人们的生活是否幸福。作者伦内伯格教授的学术生涯曾跨越生物学、物理学、心理学、医学等多个领域，正是这样的经历使他可以跳出学科的限制，以综合宏观的眼光进行生物钟的研究。 本书入选2015年优秀科普作品

《我们为什么要睡觉？》

你认为自己的睡眠充足吗？你还记得上一次自然醒后神清气爽的感觉吗？不用怀疑，我们正在进入一个失眠已经成为流行病的时代。 作为一名杰出的神经科学家，沃克对生物的睡眠行为充满好奇，这促使他成了睡眠研究方面的专家。本书中，他总结了人类有史以来的睡眠研究成果，以及前沿的科学突破，告诉我们睡眠的运行机制、睡眠不足的坏处、睡眠与做梦的有益功能，以及睡眠对专业人士个人能力提升的惊人影响。我们的身体健康、心理健康、情商智商、记忆力、运动力、学习力、生产力、创造力、吸引力，食欲，这些让日间生活丰富多彩的能力，原来与夜间那场睡眠有着密不可分的关系。 现在，你知道我们为什么需要充足的睡眠了吧。打开这本书，看平凡的睡眠如何带来非凡的生命能量，ding尖科学对于睡眠的所有了解及如何睡好觉的诀窍将在这部关于睡眠的“百科全书”中逐一揭晓。

《我们为什么还没有死掉—免疫系统漫游指南》

致中国读者引　言章 相遇的时刻第二章 发育的过程第三章 演化的历史第四章 研究的历程第五章 干预的时代结 语 免疫的未来致　谢术语表拓展阅读译者致谢

《我们为什么会觉得累--神奇的人体生物钟》

前言

章 不同的世界

第2章 早起的人和睡懒觉的人

第3章 数羊

第4章 好奇的天文学家

第5章 失去的日子

第6章 当黑夜变成白天

第7章 精力充沛的仓鼠

第8章 健身中心的黎明

第9章 潜伏的分子

0章 时间生物学

1章 等待黑夜降临

2章 青春的尽头

3章 是浪费时间

4章 在其他星球的日子

5章 器官在旅行

6章 睡眠剪刀

7章 从社会主义者和资本主义者谈起

8章 的曙光

9章 往返于法兰克福和摩洛哥之间

第20章 黑夜中的光

第21章 伴侣计时

第22章 四季通用的时钟

第23章 回归本性

第24章 突破黑夜瓶颈

《我们为什么要睡觉？》

部分 睡眠这件事 第二部分 你为什么需要睡眠？ 第三部分 梦的产生和原因 第四部分 从安眠药到社会变革 结 语 睡觉还是不睡觉 附 录 12 条健康睡眠小贴士 插图权限 致谢 出版后记

《我们为什么要睡觉？》

媒体推荐: 《我们为什么要睡觉？》是一本肩负使命的书……沃克提出了具有说服力的观点，主张我们正处于一场“沉默的睡眠缺失流行病”之中，这构成了“21世纪大的公共卫生挑战”……这本书为解决社会性睡眠不足及正视睡眠益处等问题，提供了令人信服的理由。从实用的角度给出的建议是，在床头阅读它。——《纽约时报》书评（New York Times Book Review）一位神经科学家发现了一种革命性的方法，能让人更聪明、更有魅力、更快乐、更健康，那就是睡个好觉……现在就告诉你这本书能拯救生命，可能还为时过早，但我可以告诉你，它让我大开眼界。——《卫报》（ Guardian）加州大学伯克利分校“人类睡眠科学中心”主任探索了睡眠的目的。事实证明，了解“为什么”会对“如何做”大有裨益。——《人物》（People）一位睡眠科学家认为，对我们的健康来说，睡眠比饮食、锻炼更重要。——《泰晤士报》（ Times）热情，急切……这对我产生了巨大的影响。——《观察家报》（Observer）马修·沃克可能是这个星球上有影响力的人之一。——《标准晚报》（Evening Standard）一本富有启发性的重要著作，作者就像自己说的那样，“热爱睡眠和它所做的”。但请不要在就寝前翻开这本书。——《金融时报》（Financial Times）沃克描述了我们的休息习惯如何随着历史演变，睡眠和寿命之间的关系，以及为什么用来帮助我们睡得更久更深的药丸，实际上却让我们的夜晚变得更糟糕。重要的是，他提供了简单可行的方法，让我们得到更好的休息──就在今晚。──《男士杂志》（Men's Journal）沃克是一位科学家，但他为一般人而写，用容易掌握的类比来说明复杂的概念。这对企业家、教育工作者、家长、政府工作者，以及曾经睡不好觉的人来说尤其重要。──《图书馆杂志》（Library Journal）

名人推荐: 《我们为什么要睡觉？》是一本重要而迷人的书……关于这项地球人需要的基本活动，我从沃克那里学到了很多。我想他的这本书也将教会你很多。——比尔·盖茨（Bill Gates），微软公司创始人令人震惊……一本很棒的书……包含了我们需要知道的所有东西。——克里斯·埃文斯（Chris Evans），好莱坞影星这是一本的书。名闻世界的睡眠专家马修·沃克带我们踏上了一段有趣旅程，让我们得以了解新的睡眠知识。这本书不仅满足了人们的好奇心，还探讨了睡眠质量下降对认知、健康、安全、工作方面产生的影响；这些见解可能会改变你的生活方式。在现在这个让人焦虑的时代，很难找到比这本书更值得一读的书。——亚当·格萨雷（Adam Gazzaley），加州大学旧金山分校神经学、生理学和精神病学教授在《我们为什么要睡觉？》一书中，马修·沃克博士精辟地阐释了夜晚，解释了睡眠如何让我们更健康、更安全、更聪明、更有效率。他明确地提供了知识和策略，以帮助我们避免这个缺乏睡眠的社会所带来的威胁生命的风险。我们对睡眠的普遍需求确保了每个读者能从沃克博士的见解中找到有价值的建议。——马克·罗斯金德（Mark R. Rosekind）， NASA科学家，美国国家运输安全委员会成员，美国高速公路安全管理局前局长

大部分人不清楚我们三分之一的人生在做什么。沃克在这本清晰且引人入胜的书里，解释了新的科学，让这个由来已久的神秘问题迎刃而解。在睡前翻阅《我们为什么要睡觉？》，会让你有一段愉悦的时光。──丹尼尔·吉尔伯特（Daniel Gilbert），哈佛大学心理学教授

《我们为什么还没有死掉—免疫系统漫游指南》

第五章│癌症 你也许听说过，所谓的“癌症”并不是一种疾病。在“癌症”的名下其实是许多不同的疾病，但它们有一个共同点：细胞的生长和分裂不受调控。几乎人体内的所有细胞类型（个别例外，比如心肌细胞）可能会出现这种情况。我们还没有死掉的一个原因是，大多数时候，细胞能把持住自己。如果把持不住了，也会有临近的细胞（包括免疫细胞）来帮忙。免疫系统监视着全身的细胞，提前发现问题，清理可疑细胞。 要知道，分裂是细胞正常的生理表现之一。现在不妨仔细观察一下你的手背，想一想手背上皮肤细胞的奇特命运。从细胞的角度来看，在几十亿年前，出现了活细胞，它不断地分裂，这个过程进行了无数次。在过去几十亿年的某个时刻，它跟一些兄弟姐妹细胞形成了松散的联合体，这个联合体不断生长，细胞愈发密集，直到每一个细胞有了特化的功能。这一颗细胞的特殊功能是繁殖，于是，它就赢得了幸存大奖：只有少数细胞能够产生下一代，它就是其中之一。于是它继续繁殖，每一次繁殖的时候，在每一个新的个体里，它的兄弟姐妹细胞会形成身体（并随后死去），而它又再次被委任以繁殖的功能。如此亿万年过去了，人类出现了，这颗细胞也成了人类的繁殖细胞——一颗精子或卵细胞——该过程继续着：不受限制地的生长，被安排到繁殖系统，幸运的受精，然后经过几十年在人体的睾丸或者卵巢内受控地的生长、分裂，于是，开始一个新的繁殖循环。 这就是这颗细胞的存在史：从生命诞生之初直到你的出现——这时，这颗细胞的命运不再是负责繁殖，；而是成为一颗上皮细胞。它不断地分裂、生长，分裂、生长，不断地分化，直到成为一颗成熟的上皮细胞。突然之间，在生命出现以来的38亿年里，这颗细胞不能继续繁殖了，它要面对死亡了。 细胞并不受意识的牵绊，也没有历史的视角，它以它惯有的方式冷静地面对着这些，但是，繁殖的冲动无疑非常强烈。在细胞内，特殊的机制确保了每一个细胞只在规定的时刻复制一次，但这些核查机制并不，它们也可能被破坏，或者是由于辐射，或者是破坏DNA的化学物质（诱变剂），也可能是其他它原因。癌细胞就是失去了刹车系统的细胞。突变破坏了它的DNA，导致控制细胞繁殖的机制失控了。细胞于是返回执行它的初计划：尽可能快地繁殖。如果细胞是那种需要经常繁殖的类型，比如皮肤细胞或者结肠细胞，由于对它们的监控本来就松散一些，这类细胞失控的可能性也就更大。此外，这些细胞类型跟外部世界接触得更多，也更有可能接触到致癌物质。那些深埋在体内的、不需要经常复制的细胞，比如心肌细胞，癌变的可能性要低得多。 现在，癌症之所以危险，不仅仅是因为细胞会不受约束的地生长。单纯的肿瘤可以通过外科手术进行切除。真正的问题在于肿瘤转移：癌细胞从初发部位传播到身体的其他它部位，并在那里继续生长。谢天谢地，这并不是哪一个细胞能完成的简单任务。：一个癌细胞必须演化出了这样的能力——从肿瘤块脱离，侵入血液或者淋巴循环系统，然后成功地离开，在人体内的新组织里落脚，继续生长。对于体细胞来说，这可不是一件轻而易举的事情，因为它并不是什么特化的病原体，但是癌细胞的确复制、突变得非常迅速。它们会经历自然选择，因为其中较不成功的细胞会被免疫细胞靶向锁定并摧毁。实际上，癌细胞具有适应新的生活方式所需的所有成分，而且演化有时的确也会把它们引上这条路。当然，这条演化之路是一个死胡同——癌细胞终也会跟患者一起死去 ——但癌细胞可不在乎这一点。 即使是“常规”的肿瘤也需要关心自身的生存，否则它们就会死去。主要的，它们需要两样东西。个是血液供给：“成功”的肿瘤会诱导血管生成（angiogenesis），换言之，它们会引导血管向它们生长。第二个是不受免疫系统的攻击。无论是外观还是行为，癌细胞跟常规体细胞有所不同，而免疫系统的一个主要功能就是识别这些区别，并在癌细胞造成更多伤害之前摧毁它们。我们的免疫系统擅长此事——我们之所以还没死掉，是因为大部分癌细胞在造成破坏之前就被免疫系统清除了。尽管如此，那些更成功的肿瘤却能够发展出免疫抑制的能力，这会弱化免疫系统对付癌细胞的能力，而且这些肿瘤也会不断演化出新的逃避免疫监视的方式。 在引起癌症的众多病因之中，较为骇人的一类是肿瘤病毒——我们知道，病毒往往会通过血液或者性接触传播，它会把自身的遗传物质嵌入人体的基因组里。对细胞来说，病毒基因的入侵往往会带来严重的后果，而肿瘤病毒经常会使得细胞开始迅速增殖——这样，对病毒才有好处。 近几十年，研究人员才开始从传染性疾病的角度来理解癌症。有多少种癌症是由肿瘤病毒引起的？目前的估计是15%-—20%。也许真实的比例比这更高，但这可能也不是坏事，：对免疫学家而言，病毒引起的疾病也就意味着可以通过疫苗来预防；实际上，研究人员已经开发出了集中针对肿瘤病毒的疫苗了，比如会引发宫颈癌的人类乳头瘤病毒。未来，是否会出现预防某些癌症的疫苗呢？ 如何治疗癌症，一直是一个棘手的问题。癌细胞有点像病原体——但是它们跟身体其它他细胞的区别微乎其微。抗生素和疫苗对癌症无能为力；除了外科手术，目前主要的治疗手段也就是放射治疗和化学治疗，这两种办法，实际上是“杀敌一千，自损八百”。另外一个办法是免疫治疗——利用患者自身的免疫系统或者实验室制备的免疫成分来帮助对症。 免疫疗法实际上早在19世纪就出现了——我初了解到这段历史的时候也有点意外。临床医生威廉·科利（William Coley）观察到，某些引起患者发烧的感染实际上可以帮助治疗癌症。从1891年起，他就使用灭活的细菌和细菌毒素的混剂成功地治疗了癌症患者。当时，人们还难以理解，为什么这种办法会奏效（今天我们知道，这种混剂会激活免疫应答，帮助对症），科利的疗法也遇到了一些质疑。虽然从那之后医生有时也会使用“科利疫苗”或者“科利毒素”，但是科利的免疫疗法逐渐式微，放射疗法成了主流。不过，今天，免疫疗法大有卷土重来之势。 在过去几年，免疫疗法取得了突飞猛进的发展，每周会成为科学界的头条新闻。目前已有几百个临床试验在进行之中，有些已经走出实验室投入临床使用了。 。一些较常规的手段包括强化已有的免疫功能——如果医生认为免疫系统对症的活力不够强，我们就可以给一些免疫功能“松绑”，解除一些抑制功能。另外一些人则走的得更远：在过继性细胞疗法（adoptive cell rapy）中，临床医生从患者体内取出有能力的T细胞，在体外进行大量增殖，复制出数百万的克隆T细胞，然后再注射回患者体内。另外一种做法是，从患者体内取出了T细胞，进行了体外克隆的同时向T细胞插入新的基因，增强它们识别、攻击癌细胞的能力。 顺便提一句，“向T细胞中插入新的基因”可不是一件简单的事情；这不是机械操作，即使是小的镊子也不行。我们需要的是分子水平的工具。事实上，有一类天然的东西非常善于向T细胞中插入基因，它就是I型HIV病毒。HIV病毒本来就能结合在T细胞上，把它的基因注入T细胞内，并在其中增殖（因此破坏了免疫系统，引起了艾滋病）。研究人员利用的正是这种能力：他们剔除了HIV本身的致病基因（我猜想非常小心），然后替换上了专门针对癌症的受体基因，继而用这种改造过的病毒感染实验室里培养的T细胞——于是，就得到了改造的T细胞，然后就可以注射到患者体内了。这就好比借HIV病毒的刀来治疗癌症。 还有一种更直接的免疫治疗的方法，那就是直接把抗肿瘤抗体注射到患者体内。为此，你首先要非常确定使用的抗体只是针对癌细胞——如前所述，区分癌细胞与正常细胞往往并不容易。如果这一点做不到，抗体也会对人体正常细胞发起攻击，那么对癌症患者来说无异于雪上加霜。 一个引人入胜的方法是所谓的放射免疫疗法——这是一种放射疗法，而且只用于那些能对放射性响应的肿瘤，但是它同时借鉴了抗体惊人的特异性：它不再让患者全身接受射线处理，而是把放射性分子结合到针对癌细胞的抗体上，这样，当抗体与跟癌细胞结合之后，癌细胞就可以接受到更多辐射，而身体其余部分受到的影响较小。 此外，还有一些正在临床测试的抗体疗法，也被称为“检查点阻断”疗法（checkpoint blockade rapy）。它并不是针对癌细胞本身，而是调节癌细胞的免疫抑制能力，比如上文提到的可以注射到肿瘤里的抗体。当抗体跟它们的靶标结合之后，覆盖上癌细胞的某些受体，于是人体针对它们的免疫攻击就大大加强。2011年，美国食品药品监督管理局通过了伊匹（Ipilimumab）单抗注射液，可用于治疗严重的黑色素瘤转移，从那之后，又有几种新的疗法获得审批通过。 我们正在见证免疫疗法走进临床，成为一种可行的治疗手段；这可能会开启癌症治疗的一个新时代。但是，它仍然还处于初级阶段。免疫疗法还算不上是奇迹。首先，它非常昂贵——每位患者的治疗费用高达几万或几十万美元。除此之外，研究人员还无法预测哪些癌症会有效，以及哪些患者会得益。：有些患者对治疗的响应——肿瘤在几天或几周之内就会消失，而有些人则不理会。免疫疗法也有副作用，有些还非常严重，会危及生命——我们下一节里会讨论到，“刺激”或“增强”免疫系统是一项非常难以把握的事情。

《我们为什么会觉得累--神奇的人体生物钟》

0章　时间生物学 案例 山洞中央，有人在照看火堆。虽然有这样的规定，必须有人负责看火堆，但是这个规定 只在少数情况下才成为必须——所有人睡着的情况很少发生。一般来说，总有人醒着，聚在火堆旁说说话，或者添些柴火。没有人能在如此漫长的冬夜里一觉睡到天亮。多数氏族成员在天黑之前就会回来，一个接一个睡着了，通常是年纪小的人后睡着。 穆克是氏族首领，天刚黑他就走进了自己的小山洞，立刻睡着了。不久之后他醒来，但 还没有清醒，而是半睡半醒之间。部落里的说书人对他说，这个时候能想出好的故事。他强调说，人在半睡半醒的时候看到的世界比原本的世界更神奇。穆克在黑暗中躺了一会儿，又迷迷糊糊地睡着了。睡着只是为了下次醒来。他又醒过来了，这一次他站起身，走到火堆旁。随着年纪的增长，他坐在火堆旁的时间也越来越长。 穆克盯着跳动的火焰，思绪飞到阴暗的森林里。他们在这个迷宫般的洞穴里睡觉的时候，穆克的女婿伍尔夫和其他三个男人正在森林里打猎。大约在太阳升起的时候，夜间猎手们会带着丰盛的猎物回来。此时，上了年纪的部落成员通常已醒来。老人们开始处理猎物，猎手们则躺下开始补觉。 理论 到目前为止我们主要讨论的是人类的生物钟，提到老鼠和仓鼠也是为了更好地了解哺乳动物的生物钟。我希望，读者们在上一章节已经了解到生物钟是生物身体机能的基础：时钟基因的产物表现出独特的、可遗传的性质（例如时间类型），并操纵着几乎所有层面的活动——无论是开启基因还是改变行为活动，它们是身体的计时器。但是钟表本来只是一种机械的或者电子的器械，是我们遵守时间的助手，我们怎样才能理解生物钟对生存的意义呢？ 为了能够正确理解生物钟的意义（以及为什么只有生物钟才能使生物占据相应的栖身之所），我们好先把人类放在一边，看看别的物种。所以我决定在这一章的案例中写一 写微小的海洋生物。本章主人公是海藻，只是单细胞生物。它的细胞壁外还有一层坚硬的、布满小孔的鳞片。如果把30个这种细胞一字排开，这个链条也只有1毫米长。 案例中的海藻，其学名为“多边舌甲藻”。我对这种海藻的研究持续了15年，一开始是在哈佛的伍迪·哈斯廷斯实验室，后来是在慕尼黑我自己的实验室。当时，这种海藻被称为“多纹膝沟藻”。它之所以成为时钟研究的研究对象，是因为这种单细胞生物能够在生化反应时发光——但只在夜晚进行。 生物光对记录生物钟在单细胞中的运行非常有帮助。膝沟藻属于甲藻门，是在显微镜下才能看到的单细胞植物，它们有螺旋桨似的绒毛帮助它们移动。 时间生物学家不得不24小时在实验室内转悠。我在哈佛工作的时候，我们把实验对象保存在有空调的房间里，并将之戏称为“Gonies”。我发觉，在有阳光的时候，海藻向水面上游；黑暗中它们可以自己发光，并聚集在培养池的底部。大家通过膝沟藻的发光情况来记录其生物钟，但是没人对它们聚集的特点感兴趣。我被这种昼夜变化的聚集方式吸引住了。让我感到更加兴奋的是，这些有生命的微粒表现出的行为决定了整个群体的生存特点。我开始进行我自己的实验。多次实验之后，我发现了一个令人震惊的事实：一个单细胞可能不止有一套生物钟。 通过实验室和海洋中的观察结果，我们开始明白膝沟藻群体在自然海洋中的行为。白天，海藻向海面上游，获取阳光合成能量和糖。事实证明，海藻向海面上游不是一种向光性行为。即使在实验室里，人们将灯光放在培养池的侧面，海藻依然还是向水面游。这种行为只能是由地心引力决定的。但是在这种人为的条件下，海藻细胞还是表现出了一些向光的特征。海藻细胞在白天只喜欢有程度的光亮——不亮也不暗——但是他们在夜晚却像飞蛾一样：向有光的地方游，即使这种光亮会杀死它们。 上述实验表明，膝沟藻细胞及其群体的定向行为由两个因素决定：一个是重力因素，另外一个是光照因素。这对理解生物钟的产生具有重要意义，因为两种因素由昼夜时间系统控制。在白天的向光性是“有选择”的向光性，但夜晚的向光性则像飞蛾扑火；白天的重力性是逆向的（向海面移动），夜晚的重力性是顺向的（沉入海底）。这种在逆向和顺向之间的变化界限不是太阳落山，而是在日落前两小时。为什么海藻要沉到海洋深处？向上游可能很费劲——但是这可能是这种小生物小的难题了。海面上有很多能量（以光的形式存在），也有合成糖的材料，但是海洋上层没有海藻生存所必需的养料。这些养料来自死去的有机体，通常有机体的尸体密度比海水的密度大，因此沉到了海底或者形成温度屏障的地方（温跃层）。而其他有机体既需要光来进行光合作用，也需要养料来进行繁殖。为了满足这两种需求，他们就经常在海面和海底之间移动——为了在正确的时间做出正确的“决定”，它们需要能发挥功能的生物钟。 决定何时离开海面潜入海底很简单，因为细胞在黑暗中无法进行光合作用。但决定何时向海面游却不是一件容易的事情。这个艰难的决定由细胞中的生物钟负责。养料（例如 硝酸盐）延缓了生物钟，也放慢了上升的速度。如果细胞在整个夜里吸取了足够的养料，纵然在日出之后仍然能够找到养料，生物钟也会发出指令：向上游。继续留在海底是致命的，因为不管细胞吸取了多少养料，它也在不断地消耗能量。从某时刻开始生物钟不再放慢速度，而是扭转了开关，敦促细胞向上游。只有在细胞的生物钟精准的情况下海藻才能获取足够的生存空间、时间和养料，只有这样它们才能在这个生态圈中发展，因为这个生态圈中各种必要的资源彼此的距离很远，而且在一天24小时中并不是时时刻刻能找到（例如阳光）。 为了能够理解复杂的生物钟，仅仅了解“指示器”是不够的。请回忆地下室实验的结果，被试的活跃/安静的节律与体温变化周期不相同1。如果没有两种不同的指示器，就不会发生这种内部的不同步。在膝沟藻的例子中，几十年以来人们用测定生物光的方法来研究生物钟。行为节律（活跃/安静的节律）的发现使同时记录两种节律成为可能。在的实验室光照条件下，我们发现生物光节律与行为节律也有各自不同的周期，也像接受地下室实验的人们一样存在内部的不同步。这个结果证明了，不仅是像我们一样的复杂生物，就连单细胞生物也有不止一套生物钟。这些生物钟的其中之一控制着生物的向光性，另外一套负责调解养料的摄取；一套负责光合作用，另外一套负责垂直运动。 卡尔·约翰森用优雅的方式展示了一个有机体拥有理想的内部时间系统是多么占优势。他使用了一种比膝沟藻还简单的聚球藻，它是蓝绿藻的一种。这种单细胞生物也有一套运行良好的生物钟，也通过光合作用产生能量。卡尔·约翰森使用了变异的聚球藻和普通的聚球藻做对比。变异的聚球藻在与外界时间隔绝的条件下表现出不同的节律，比24小时短很多。而未变异的聚球藻在与外界时间隔绝的条件下，其节律比24小时长很多。他把变异的和未变异的藻群分别培养，并使两种藻类处于12小时光照12小时黑暗的条件下。这时，两种藻群的生长速度一样快。然后他又把两种藻群合在一起培养，这样做是为了观察两种藻群的竞争力。结果两种群的生长速度仍然是一样快。然后他又把两种藻群放在10小时光照10小时黑暗的条件下（一天的周期只有20小时），结果发现周期短的藻群生长较快。后，约翰森又把藻群放在14小时光照14小时黑暗的地方，结果发现周期长的藻群生长较快。如果两个藻群在同一个环境下竞争资源，适应力强的藻群有更大的生存机会。卡尔·约翰森后来又把生物钟有缺损的种群放在持续的黑暗环境中研究，发现有缺损的种群竟然比生物钟完整的种群更加有竞争力，然而到了有明暗变化的环境里，生物钟缺损的种群就没有生存机会了。 我希望，各位现在想一下：为什么膝沟藻那样的有机体为了摄取资源每天在进行长途旅行？为什么单细胞生物在夜里会发出光亮呢？为什么它们撞到一起的时候也会发亮呢？海洋生物学家喜欢用“恫吓天敌”来解释，就像我们在案例部分看到的那样。我还有另外一种解释，与恫吓天敌的假说并不是矛盾。许多动物用生物光来与同类交流，请你想一想萤火虫，它们使用摩斯密码一样的光亮来交流。对于那些有性繁殖的有机体，如果不在群体中生活，就需要一种能够在求偶期引起异性注意的交流方式。膝沟藻也有与之类似的需求。海藻脱下了冬装1的时候，细胞肯定会经历的变化来为繁殖做准备。因此它们必须聚集在一起，否则离开群体的孢子就失去了与其他DNA交流的机会。在黑暗中发出光亮，有助于它们维护自己的群体。 美国时间生物学家玛丽·哈灵顿2对海藻及其时间生物学非常着迷，她为多纹膝沟藻的生物钟写了一首诗。这是一表在《生物节律》杂志上的诗，并且可能是发表在科学杂志上的诗。 反馈 如果懒惰的鞭毛虫， 就躺在那里， 不进行光合作用， 就要这样做： 保持时钟的速度不变。 它就会越来越虚弱， 虚弱， 虚弱， 直到耳边听见一个声音轻轻地说： “起来！ 起来！” 但是这却没有成功， 顽固的膝勾藻， 抱着手臂， 打着鼾： “不要仅仅将我的生命（我的生命！） 称作‘指针’， 我就要留在海底！”