在20世纪80年代时，居住在旧金山海湾船屋的人们为深夜的嗡嗡声感到困惑，这个声音时常在深夜突然开始，一直到早上戛然而止。
一项长期的调查揭露了罪魁祸首：是雄性斑光蟾鱼，在夜晚唱歌，来吸引雌鱼。这种鱼类一般可以生长到15英寸长，生活在从阿拉斯加到巴哈加利福尼亚的太平洋沿岸。
9月22日，一项研究在线发表在《当代生物学期刊》（the journal Current Biology）揭示了褪黑素--一种控制生理时钟的荷尔蒙，和光周期一起维持了这种鱼可以彻夜唱歌的特性。
之前关于褪黑激和昼夜节律在夜行动物中的作用鲜有研究，包括鱼类在交配季节时的发声等。其他一些关于鸣禽（日行性）的研究表明，褪黑激素可以在晚上抑制这种唱歌的行为，但是可以延长鸟儿唱歌时音节的持续时间。
在目前的研究中，研究人员们发现与日行性鸟类相比，褪黑激素对于夜行性鱼类的作用效果是相反的：它的释放给了鱼类一个的夜晚开唱信号。但与日行鸟类相似的一点是，这种荷尔蒙也可以延长鱼类唱歌持续时间的。
“我们的研究结果与其他研究在不同时间段进行的研究所发现的褪黑激素作用有很大不同，它突出了一般情况下激素在大脑神经网络控制不同行为输出时的调控作用”，艺术科学大学（学校原名神经与行为学教授Andrew Bass说，他也是这篇文章的通讯作者。“在褪黑激素的作用下，同一种荷尔蒙在日行或夜行物种之间，依据行为的时间尺度，从昼夜节律到单次鸣唱持续的时间，可以产生不同或相同的作用”。
“褪黑素是一种古老且多功能的分子，在动物世界里无处不在”，文章的第一作者Ni Feng说。Ni Feng是前Bass实验室研究生生，目前在耶鲁大学做博士后。
“同样的，昼夜节律调控着不同谱系物种的日常生活，从植物到动物。”Feng说.“我们的研究有助于了解褪黑素作为一种时间信号，对于社会性行为的作用。”
在这项研究中，研究人员们将在野外捕获的野生鱼放在实验室，以便在这里可以人为控制灯光。在一次实验当中，他们测试了雄性鱼类的平时夜晚的唱歌行为是否受到昼夜节律的调控。 他们将鱼类放在持续的黑暗环境下，没有任何光线，持续7天的世界，发现鱼类仍然可以唱歌，但是每隔25小时进行一次，所以他们每天晚上会比前一天推迟一小时观察。
“你可以把它想象成预测鱼类发声行为开始的一个时间标志”，Feng说。“我们发现它的生物钟每天都会延迟一个小时，相对于24小时光周期，造成声音行为的时间偏移，这强调了日常环境因素校准内在生物钟的重要性”。
为了理解褪黑激素对于行为的影响，将鱼类暴露于恒亮环境下进行持续十天的观察。在脊椎动物体内，松果体只有在黑暗环境中才会产生褪黑激素，恒亮环境明显抑制了鱼类发出“嗡嗡”声。但是当给鱼类一种褪黑素替代品时，它们也可以进行随机的发声行为。
“褪黑素作为这种鱼类的“开始”信号”，Feng说，“令人吃惊的是，在单次发声的时间尺度上来看，恒亮环境也可以削弱“嗡嗡”声音节的持续时间，而褪黑素使嗡嗡声维持在正常水平范围内，日行鸟类的研究中也得到同样的发现。”
最后，Bass和Feng的目标锁定在了褪黑色素的受体上-褪黑素触发大脑行为的作用位点--同鸟类和其他脊椎动物一样，该大脑区域能调控生殖行为和社会行为，包括原始发声中心。
这项研究是由国家科学基金会的资助，康奈尔神经生物学和行为的动物行为研究经费，Sigma Xi研究所经费支持。
翻译：席天宇
校审：方露
原文：https://www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160923122618.htm
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