所有生物有机体的活动节奏,包括植物和动物,都与太阳-地球-月球系统的轨道力学所产生的重力潮汐密切相关。这一事实在某种程度上被科学研究忽视了,但是在São Paulo,巴西Campinas大学(UNICAMP)的Cristiano de Mello Gallep和英国Bristol大学的Daniel Robert的一项研究中得到了突出的体现。关于这项研究的一篇文章发表在《实验植物学杂志》上。
“地球上所有的物质,无论是活的还是惰性的,都会受到太阳和月球引力的影响,并以潮汐的形式表现出来。周期振荡有两个日周期,并由这两个天体的运动每月和每年调制。地球上所有的生物都是在这种环境下进化的。我们在这篇文章中试图展示的是,重力潮汐是一种可感知的、强大的力量,它总是塑造着这些生物有节奏的活动,”Gallep说。
这项研究是对文献的广泛回顾,也是对之前发表的三个没有充分探讨重力因果关系的案例的数据的元分析:等足类动物的游泳活动,这是一种小型的无壳甲壳动物,出现在地球上至少可以追溯到3亿年前;珊瑚的繁殖能力;向日葵幼苗生长调节的自发光推断。在后一种情况下,研究人员分析了他们自己的调查结果以及来自文献的数据。
“数据表明,在没有灯光或温度等其他节奏影响的情况下,当地的重力潮汐足以组织这些生物的周期性行为。这一证据质疑了所谓的自由运行实验的有效性,在这种实验中,几个环境因素受到控制,但重力振荡却没有被考虑在内。这种振荡会继续存在,并且可能会调节生物体的行为。”
生物表现出的许多节律模式是众所周知的,并已被广泛研究。其中包括昼夜节律,它与昼夜或光暗循环有关。然而,在实验室条件下,即使因子光被隔离,一些有节律的周期仍然保持,其他环境因子的贡献已经被调查和证明,尽管它们的影响在许多情况下相对较弱。在这项研究中,除其他外,还考虑到了沿海生物(如甲壳纲动物)从它们的自然栖息地移走后,它们的行为模式中潮汐循环的持久性。
Gallep说:“这些动物会根据潮汐的涨落调整自己的行为,根据日月动力学,它们的周期大约为12.4小时,即使它们被转移到一个有稳定和可控的水生环境的实验室。”“这种模式持续了好几天,与自然界中收集生物的地点的日月潮汐时间相匹配。”
虽然太阳和月亮的联合引力效应只相当于地球引力的百万分之一,但它不仅足以引起海洋、河流和湖泊的大规模潮汐波动,还足以移动构造板块。由欧洲核子研究组织(CERN)运营的大型强子对撞机(LHC)周长27公里,在重力波动的作用下垂直位移1毫米,其科学家必须相应地调整他们的实验计算。
Gallep在Limeira (São Paulo state)进行的有关种子萌发的自发光实验中首次注意到这些周期性。“我观察到,每隔12或24小时,采集到的信号就会发生变化,但在每次萌发试验中都不同。当我在文献中寻找支持时,我发现了一些研究,它们指向了引力潮可能存在的相关性。我们在随后对各种类型种子的测试中探索了这一现象,并添加了合作者在捷克布拉格、荷兰莱顿和日本滨松实验室获得的结果。”他说。
重力循环不仅影响最简单的生物体。科学研究发现,被置于黑暗中的人类往往会形成一个持续24.4-24.8小时的周期性波动,与月球周期相协调。这种趋势在那些长时间待在洞穴里的人身上也有体现。它控制着睡眠和清醒的交替,用餐时间和其他代谢功能。
More information: Cristiano de Mello Gallep et al, Are cyclic plant and animal behaviours driven by gravimetric mechanical forces?, Journal of Experimental Botany (2021). DOI: 10.1093/jxb/erab462