地球上的生命都與自然界24小時的太陽光明暗循環(huán)有關(guān)，作為生物節(jié)律之一，晝夜規(guī)律對植物、動物甚至是細菌等微生物的生物功能都有影響。人類可以自行調(diào)節(jié)生物鐘，但是也要為此付出代價：比如晝夜規(guī)律經(jīng)常被時差、倒班等擾亂的人，更容易患糖尿病、肥胖癥、心臟病以及癌癥。有很多理論可以證明它們之間的關(guān)系，而近期研究人員又發(fā)現(xiàn)一種受到生物鐘影響的新成員：那就是居住在消化道里的細菌。根據(jù)一項對大鼠和少數(shù)人類志愿者的研究，這些腸道微生物的生物鐘與它們的寄主具有同步性。
過去幾年來，科學(xué)家對腸道細菌的研究興趣產(chǎn)生了一次大爆發(fā)，這些微生物似乎對從免疫力到新陳代謝再到個人情緒等每件事情上都有影響。盡管很多因為生物鐘紊亂而產(chǎn)生的疾病都存在腸道微生物被擾亂的情況，但兩者之間的目前尚未明確。以色列魏茲曼科學(xué)中心免疫與微生物學(xué)家Eran Elinav十分好奇，這些微生物的生物鐘是否是其中丟失的一塊拼圖。
為了證明這項理論，他與同事對24小時晝夜生活規(guī)律的實驗室大鼠的排泄物樣品中的一些微生物進行了分析，樣品在兩個24小時的周期內(nèi)每隔6小時取一次。60%的微生物由各種細菌組成，這些細菌在白天和晚上會在整體數(shù)量和相互之間的干擾等方面上下波動。光線較暗的夜間是大鼠zui活躍的時候，這些細菌會忙著消化營養(yǎng)物，修復(fù)它們的DNA，并不斷增長；而在光線較強的時候，微生物則變?yōu)?ldquo;管家”，比如排毒、感知它們周圍的化學(xué)物質(zhì)，生長出鞭毛或“尾巴”幫助微生物運行。
而那些喪失生物鐘功能的大鼠腸道細菌無論在數(shù)量還是活性上均沒有出現(xiàn)相同的波動，并對光線產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答。這表明，動物自身的生物鐘在一定程度上控制著體內(nèi)寄生細菌的生物鐘。那些取自生物鐘功能喪失的大鼠體內(nèi)的微生物被植入正常晝夜光照條件下健康的大鼠體內(nèi)后，一周內(nèi)這些微生物的生物節(jié)律也恢復(fù)正常。
這些結(jié)論讓很多人感到驚奇。此前的研究發(fā)現(xiàn)，很多細菌確實存在基于光線應(yīng)答的晝夜節(jié)律現(xiàn)象，比如藍藻就通過光合作用獲取能量。但是腸道內(nèi)的微生物所有時間都待在黑暗中，它們怎么分辨時間呢？在寄主與這些細菌之間一定存在某種傳遞信號。
