早期哺乳动物祖先曾是夜行性的，在恐龙统治陆地的时代，它们白天睡觉。然而，包括人类祖先在内的一些哺乳动物谱系，独立地转变为昼行性。科学家现已发现了人类为何不是夜行性的原因。一项发表在《科学》杂志上的新研究表明，答案就在基因里。

这种转变是如何发生的，长期以来一直是个谜，因为大脑的主生物钟在夜行性和昼行性物种中的工作方式相似。

细胞、信号与日常节律

新的研究表明，关键差异不在于大脑的"布线"，而在于单个细胞如何响应其微环境中的信号。在每个24小时的周期中，身体内部状况（如温度或体液平衡）的微小变化会微妙地影响细胞内的化学反应。

这些物理线索会调整基本的细胞过程，例如蛋白质的制造和修饰方式，这些核心过程有助于决定细胞何时"预期"白天或黑夜。

由医学研究委员会分子生物学实验室的 Andrew Beale 和 John O'Neill 领导的团队研究了来自昼行性哺乳动物和夜行性哺乳动物的细胞。当暴露于每日温度循环时，昼行性哺乳动物细胞和夜行性哺乳动物细胞将其内部生物钟向相反方向移动。

关键通路与进化改变

这些相反的反应呼应了动物自然的活跃模式。研究人员发现，这些对比鲜明的反应涉及两个主要的细胞信号通路：mTOR和WNK。这些通路帮助细胞检测营养并调节基本的生化反应。

温度变化导致人类和小鼠细胞以不同、有时甚至是相反的方式改变蛋白质合成和活性。这表明它们的 mTOR 和 WNK 通路的敏感性存在差异。

在瑞典乌普萨拉大学科学 for Life 实验室的 Matthew Christmas 的协助下，研究团队试图在哺乳动物进化的背景下解读这一发现。

在分析了多个物种的遗传数据后，Christmas 发现，mTOR 和 WNK 网络中的基因在昼行性哺乳动物中进化得异常迅速。这表明，从夜间活动向日间活动的转变需要在基因水平上对基本细胞功能进行进化调整。

切换小鼠与更广泛的意义

这一发现表明，对其活性的调节可能使夜行性哺乳动物转变为更昼行的活动。为了探索这一点，研究小组通过基于饮食的方法温和地改变了夜行性小鼠的 mTOR 活性。一旦 mTOR 功能降低，小鼠开始表现得像昼行动物，将它们的活跃时间转移到白天。

这强调了细胞通路的变化可以影响动物的活跃时间，其功能类似于一个昼夜开关。

O'Neill 解释说："理解为什么人类是昼行性而许多其他哺乳动物不是，为我们的昼夜节律——这是对我们长期健康很重要的一部分生物学提供了新的启示。我们的研究利用进化方法揭示了基本细胞通路如何感知和响应日常环境节律的精细细节。这些细节在不同物种间的差异，我们以前根本没有意识到。"

这些发现也强调了气候变化如何影响哺乳动物行为，因为它们要适应不断变化的条件。

Beale 补充说："随着大气变暖，外部环境与食物供应之间的当前关系正在迅速变化。因此，许多哺乳动物可能会改变它们一天中活跃的时间。这可能对整个生态系统产生广泛且有害的影响。"（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Andrew D. Beale et al, A cellular basis for the mammalian nocturnal-diurnal switch, Science (2026). DOI: 10.1126/science.ady2822.