生物節(jié)律現(xiàn)象直接和地球、太陽及月球間相對(duì)位置的周期變化對(duì)應(yīng).①日節(jié)律.以24小時(shí)為周期的節(jié)律,通稱晝夜節(jié)律(如細(xì)胞分裂、高等動(dòng)植物組織中多種成分的濃度、活性的24小時(shí)周期漲落、光合作用速率變化等).②潮汐節(jié)律.生活在沿海潮線附近的動(dòng)植物,其活動(dòng)規(guī)律與潮汐時(shí)相一致.③月節(jié)律.約29.5天為一期,主要反映在動(dòng)物動(dòng)情和生殖周期上.④年節(jié)律.動(dòng)物的冬眠、夏蟄、洄游,植物的發(fā)芽、開花、結(jié)實(shí)等現(xiàn)象均有明顯的年周期節(jié)律.除天體物理因子外,光線、溫度、喂食、藥物等因素在一定程度上可起調(diào)時(shí)作用.此外,還有一些生物節(jié)律不受外界影響,正常成人心搏每分鐘70次,酶合成和酶活性的振蕩周期為1到幾十分鐘,神經(jīng)電位發(fā)放頻率則可達(dá)101～102赫.通常把生物體內(nèi)激發(fā)生物節(jié)律并使之穩(wěn)定維持的內(nèi)部定時(shí)機(jī)制稱為生物鐘.對(duì)生物鐘有兩種假說:一種認(rèn)為生物體系根據(jù)外界自然周期現(xiàn)象定時(shí),因而產(chǎn)生了與天體物理因子等同步的節(jié)律;另一種認(rèn)為生物鐘是先天性和遺傳性的,是一種內(nèi)在的振蕩機(jī)制.
美國加利福尼亞州有個(gè)奇特的農(nóng)場(chǎng),100多匹毛驢是這個(gè)農(nóng)場(chǎng)的職工,它們承擔(dān)了那兒所有的農(nóng)活.有趣的是,正午時(shí)所有的毛驢都會(huì)自動(dòng)停止工作,到了中午12點(diǎn),誰也無法強(qiáng)迫它們繼續(xù)干活.而到了下午6點(diǎn),它們又會(huì)重新干起活來.
除此之外動(dòng)物還懂得日程,燕子每年都要進(jìn)行一次“長(zhǎng)途旅行”.冬天,燕子南飛,到南洋群島、印度和澳大利亞等地“避寒”；春暖花開的時(shí)節(jié),它們又成群結(jié)隊(duì)地北上,早春二月,它們飛到我國的廣東,3月間到達(dá)福建、浙江及長(zhǎng)江下游,4月初就可以在秦皇島看到它們的蹤跡.
在墨西哥的下加利福尼亞半島沿海,一年一度總有一群來自北冰洋的灰鯨前來“拜訪”.北半球漫長(zhǎng)的冬天開始后,成百頭灰鯨告別北冰洋,以每小時(shí)6．4千米的速度南游,穿越白令海峽,橫渡浩瀚的太平洋,在2月初到達(dá)墨西哥,旅程長(zhǎng)達(dá)1萬千米.它們從不“失約”,每年到達(dá)的時(shí)間,最多相差四五天.
最奇妙的要算一種叫琴師蟹（也叫招潮小蟹）的動(dòng)物了,這是生活在海灘上的一種小蟹,它的雄蟹有一只巨大的螫,使雄蟹看上去就像一位正在拉小提琴的琴師,為此人們就把它叫做琴師蟹.白天,琴師蟹藏在暗處,這時(shí)它們身體的顏色會(huì)變深；夜晚,它們四出活動(dòng),身體的顏色又會(huì)變淺.引人注目的是,琴師蟹體色最深的時(shí)間,每天會(huì)推遲50分鐘.要知道,大海漲潮和落潮的時(shí)間,每天也恰好推遲50分鐘.看來,動(dòng)物與大海之間也有著某種默契.
每年5月,在月圓以后,美國太平洋沿岸會(huì)出現(xiàn)一次最大的海潮.閃閃發(fā)光的銀魚,就是被這一年一次的巨大海潮沖上海岸的.在海岸上,銀魚完成了傳宗接代的任務(wù)后,又被海浪卷回大海.
究竟動(dòng)物們的時(shí)間觀念來自何處?原來,在動(dòng)物的體內(nèi)有一種類似時(shí)鐘的結(jié)構(gòu),這就是生物鐘,正是它使動(dòng)物的活動(dòng)顯示出了極強(qiáng)的規(guī)律性.
科學(xué)家用蟑螂做了一個(gè)實(shí)驗(yàn).每當(dāng)傍晚時(shí)分,它們都顯得特別活躍.科學(xué)家把蟑螂關(guān)在一個(gè)黑暗的籠子里,發(fā)現(xiàn)它們的活動(dòng)周期是23小時(shí)53分,和地球的自轉(zhuǎn)周期非常相近!那么蟑螂的生物鐘在哪里呢?科學(xué)家在蟑螂的食道下方,終于找到了這個(gè)生物鐘,它是一種神經(jīng)組織,這一組織能在體內(nèi)有節(jié)律地產(chǎn)生控制蟑螂活動(dòng)的激素.
如果把一種綠蟹的眼柄摘除,它們的體色隨晝夜變化的規(guī)律就會(huì)消失,這說明綠蟹控制這一規(guī)律的生物鐘就在眼柄內(nèi).
近年來發(fā)現(xiàn),鳥兒的生物鐘就在它腦子的松果腺細(xì)胞里.一到黑夜,雞的松果腺細(xì)胞便分泌一種叫黑色緊張素的激素,使雞知道該去睡覺了；如果把一只麻雀的松果腺摘除,這只麻雀每天的活動(dòng)周期就消失了,這時(shí)若將別的麻雀的松果腺移植進(jìn)去,活動(dòng)周期便恢復(fù)了.
現(xiàn)在已經(jīng)知道,生物鐘五花八門,多種多樣：有和晝夜相適應(yīng)的日鐘,有和潮汐相適應(yīng)的潮汐鐘,還有和地球公轉(zhuǎn)、季節(jié)變化相適應(yīng)的年鐘.正是這些生物鐘,使動(dòng)物能在大自然中,正常地生活、覓食和活動(dòng).