研究人员调查淡水蜗牛昼夜节律的起源

包括人类在内的生物体遵循一个将重要的身体功能（如睡眠-觉醒周期、新陈代谢、激素产生、认知功能和饮食习惯）与环境周期相协调的时间表

虽然大多数生物的昼夜节律与24小时昼夜周期同步，但它们也开发了其他内部时钟来适应当地环境。海洋动物进化出了昼夜节律，使活动与12.4小时的潮汐周期相一致，补充了昼夜节律

千叶大学的研究人员发现，与非潮区的蜗牛不同，生活在下游潮汐区的蜗牛的生物节律与潮汐周期同步。这一观察结果提出了一个问题，即昼夜节律的发展是由于栖息地的差异，还是由种群之间的遗传变异引起的

根据他们之前的发现，高桥由马副教授和千叶大学的Takumi Yokomizo博士（在研究时，目前是京都大学生态研究中心的博士后研究员）揭示了生活在潮汐环境中的淡水蜗牛会逐渐调整其生物节律，以与潮汐周期同步

2024年3月27日发表在《遗传》杂志上的这项研究深入了解了生物节律对潮汐环境的适应性和潜在差异

高桥博士说：“这项研究揭示了淡水蜗牛在适应潮汐环境时生物节律的遗传和非遗传变化。这一结果可能有助于理解生物钟在适应节律环境中的作用，这是时间生物学中最重要的问题之一。”

研究人员从日本Kiso河沿岸相隔20公里的潮汐和非潮汐地区采集了淡水蜗牛（半沟螺）。蜗牛被分为两组：一组暴露在规律的24小时明暗循环中，另一组则经历模拟的12小时潮汐循环，在高潮时浸入水中，在低潮时暴露在空气中

经过4周的夹带期，研究人员分析了蜗牛在23摄氏度的恒温条件下在黑暗中的行为和基因表达模式；C.在来自非潮区的蜗牛中，两组之间的昼夜节律和昼夜节律强度没有显著差异。然而，与对照组相比，来自暴露于模拟潮汐周期的潮汐区的蜗牛表现出更强的昼夜节律

有趣的是，暴露于模拟潮汐的潮汐和非潮汐种群都显示出昼夜振荡基因数量的增加和昼夜振荡基因（分别随潮汐和昼夜周期而波动的基因）的减少。与非潮汐种群相比，在早期就已经适应了河流潮汐周期的蜗牛具有更多的周期振荡基因

这些结果表明，由生物钟控制的基因的表达节奏对环境变化很敏感，并可能受到环境适应引起的遗传变化的影响

高桥博士说：“我们的研究重点是生物钟的灵活性，并发现它们有可能根据主要的环境周期改变生物节律。”

生物节律的破坏会对各种生理过程产生负面影响。这项研究的发现可能会增强我们对生物体如何适应不断变化的环境条件的理解，并在未来治疗时间生物学疾病方面证明其价值