褪黑激素，生物钟继续按时唱鱼

20世纪80年代，住在旧金山湾的船屋里的人对来水质分析仪自不明来源的嗡嗡声感到迷惑不解，这种嗡嗡声在深夜突然开始，早上突然停止。

一项冗长的调查揭示了罪魁祸首：雄性普通的中年鱼（波里希斯鱼），在晚上唱歌来吸引伴侣。这种鱼可以长到15英寸长，生活在太平洋沿岸，从阿拉斯加到加利福尼亚下加利福尼亚州。

9月22日发表在《当代生物学》杂志网络版上的一项研究揭示了褪黑激素，一种维持时间的激素，以及每天的光周期如何让夜间的鱼在夜间歌唱。

对褪黑激素和昼夜节律在夜间脊椎动物中的作用知之甚少，包括交配季节发声的鱼。关于日食（白天活动）歌鸟的其他研究表明，褪黑激素抑制夜间唱歌，但当这些鸟唱歌时，会增加音节的持续时间。

在目前的研究中，研究人员发现褪黑激素对这些夜间鱼类的影响与日食鸟类相反：它的释放为夜间歌唱提供了一个"去信号"。但与日间鸣鸟相似，当鱼唱歌时，这种激素也会延长通话时间。

论文高级作者、艺术与科学学院神经生物学和行为学教授安德鲁·巴斯（Andrew Bass）表示："我们的研究结果，以及其他那些也显示褪黑激素在截然不同的时间尺度上起作用的成果，突显了激素一般调节大脑神经网络输出以控制行为不同组成部分的能力。在褪黑激素的情况下，一种激素可以在日间和夜间物种中产生类似或不同的效果，这取决于行动的时间尺度，从日夜节奏到单次调用的持续时间。

"褪黑激素是一种古老而多功能的分子，在动物王国中几乎无处不在，"16岁的Ni Feng博士说，他是巴斯实验室的前研究生，目前是耶鲁大学的博士后研究员，该论文的第一作者。

"同样，昼夜节律控制着从植物到动物等不同血统的日常生活，"冯说。"我们的研究有助于巩固褪黑激素作为社会沟通行为的时机信号。

在这项研究中，研究人员将野生捕获的中年鱼带入实验室，在那里他们可以控制照明。在一项实验中，他们测试了雄鱼每天的夜间歌曲是否由内部产生的昼夜节律控制。他们把鱼放在不断的黑暗中，一次七天没有任何光线提示，发现鱼仍然唱歌，但25小时的时间表，所以他们开始一个小时后，每天晚上。

"你可以把它看作是一个时钟，可以帮助鱼预测最好的时间是发声活跃，"冯说。"我们发现，这个时钟的运行延迟约一小时，导致声乐活动与24小时光暗周期的漂移，突出了内部时钟的重要性，每天通过环境线索重新校准。

为了了解褪黑激素对行为的影响，鱼在10天的伸展中暴露在恒定的光线下。松果腺在脊椎动物中产生褪黑激素，但只有在黑暗中，恒定的光线会显著抑制鱼的嗡嗡声。但是，当鱼被给予褪黑激素替代品，他们继续嗡嗡作响，虽然在一天的随机时间没有节奏。

冯说："褪黑激素是中年鱼夜间呼唤的'去'信号。令人惊讶的是，在单次调用时间尺度上，恒定的光线也会减少嗡嗡声持续时间，但褪黑激素在正常水平上保持嗡嗡声持续时间，这一发现在日间鸟类中也发现。

最后，Bass和Feng在大脑区域找到了特定的褪黑激素受体——褪黑激素在大脑中触发作用的部位——控制生殖和社会行为的大脑区域，包括声乐启动中心，与鸟类和其他脊椎动物相同。