许多生物都存在着有趣的生物钟现象。

万物之灵的人类，同样受着生命节律的支配。什么是人体生物钟？有人把人体内的生物节律形象地比喻为“隐性时钟”。科学家研究证实，每个人从他诞生之日直至生命终结，体内都存在着多种自然节律，如体力、智力、情绪、血压、经期等，人们将这些自然节律称作生物节律或生命节奏等。人体内存在一种决定人们睡眠和觉醒的生物钟，生物钟根据大脑的指令，调节全身各种器官以24小时为周期发挥作用。

早在19世纪末，科学家就注意到了生物体具有“生命节律”的现象。上世纪初，德国内科医生威尔赫姆·弗里斯和一位奥地利心理学家赫尔曼·斯瓦波达，他们通过长期的临床观察，揭开了其中的奥秘。原来，在病人的病症、情感以及行为的起伏中，存在着一个以23天为周期的体力盛衰和以28天为周期的情绪波动。大约过了20年，奥地利因斯布鲁大学的阿尔弗雷特·泰尔其尔教授，在研究了数百名高中和大学学生的考试成绩后，发现人的智力是以33天为波动周期的。于是，科学家们将体力、情绪与智力盛衰起伏的周期性节奏，绘制出了三条波浪形的人体生物节律曲线图，被形象地喻为一曲优美的生命重奏。到了20世纪中叶，生物学家又根据生物体存在周期性循环节律活动的事实，创造了“生物钟”一词。

生物钟的位置到底在何处？传统的观点认为，生物钟应该存在于大脑中，但对于具体位置的说法却又各不相同。有人认为，生物钟的确切位置在下丘脑前端，视交叉上核内，该核通过视网膜感受外界的光与暗，使之和体内的时钟保持同一节奏。也有人认为，生物钟现象与体内的褪黑素有密切的关系，由于褪黑素是由松果体所分泌，因此生物钟也应该位于松果体上。

后来产生了外界信息所导致的外源说、生物体内在因素决定的内源说和生物体与环境相互作用的综合说等。

外源说认为，某些复杂的宇宙信息是控制生命节律现象的动因。美国学者弗兰克布朗博士认为，人类对广泛的外界信息，如电场变化、地磁变化、重力场变化、宇宙射线，其他行星运动周期、光的变化、月球引力等极为敏感，这些变化的周期性，引起了人的生命节律的周期性。

内源说认为，生命节律是由人体自身内在的因素决定的。对夜间活动的仓鼠的试验表明，在外界条件变化的情况下，如在与地球自转方向相反的条件下，仍然有相似的节律。人在恒温和与外界隔绝的地下，也表现出近似于24小时的节律，因此，人的生命节律是由人自身的因素造成的。

综合说是人体与环境相互作用的理论。

据专家介绍，人类已经发现了12个与生物钟相关的基因，生物钟不但影响人的身心健康，而且可以在治疗疾病中发挥重要的作用。

20世纪80年代，由于分子生物学的发展，生物钟的研究取得了突破性的进展。1971年英国科学家在其研究的果蝇中发现了一只特殊果蝇，它的生物钟只有21小时。科学家花了14年时间，直到1985年才找到了引起这个果蝇生物钟异常的基因。这就是人类第一次发现与生物钟相关的基因，这个基因被命名为period—“周期”。科学家一直试图克隆该基因在其他物种，尤其是哺乳动物的类似基因，但一直未能成功。1997年《细胞》杂志上发表了一篇论文，科学家通过对上万只实验鼠的研究，发现了一只实验鼠的生物钟周期是27小时，并定位克隆了这个核酸发生变异的基因，命名为“时钟”基因—clock gene。

与此同时，孙中生博士等为了克隆乳腺癌基因，对17号染色体基因进行大规模地筛选。他们发现，其中有一个基因与果蝇的生物钟基因“周期”呈现一定的序列类似性，因此假设该基因是果蝇“周期”在哺乳动物中具有同等功能的类似基因。通过动物实验，他们发现“周期”基因有24小时表达节律，同时该基因的表达能随光周期的改变而变化。这一发现因揭示了生物钟的分子生物学基础，被《科学》杂志评为当年10大科技突破之一。

近年，国际上对时间生物学研究十分重视，提出了时间病理学、时间药理学和时间治疗学等概念，生物节律已成为临床研究、预防及基础医学的一个重要学科。

目前研究较多的是昼夜节律，可以说健康人体的每一生理功能均表现出高度精密和稳定的昼夜节律。例如，在健康生理状态下，体温、心率和血压下午最高，而听觉和痛觉傍晚最敏感。某些激素如可的松和睾酮在早晨起床时最高，而胃泌素、胰岛素和肾素水平下午和傍晚最高，褪黑素、催乳素在睡眠时达到高峰。生长素的高峰也在熟睡时，因此，充足的睡眠是儿童生长的重要保障。健康人血中的淋巴细胞计数上午最低，夜间达到高峰，而艾滋病病毒感染者这种节律则消失；血清IgE是一种炎症标志，本应24小时处于恒定水平，但哮喘等过敏反应病人的IgE节律在下午达到高峰，夜间处于低谷，致使多数患者在黄昏后发病；心血管疾病发作亦表现为明显的昼夜节律，医学统计发现，午夜零点与清晨6点期间，心血管意外的风险性增加40%，脑卒中风险性增加49%。一些心源性猝死多发生于深夜，可能与后半夜动眼睡眠时程增加，血压和心率节律不稳有关；血压昼夜节律波动幅度加大会增加脑缺血性卒中的危险性。

生物节律还可用于指导肿瘤化疗。研究发现，真核细胞的分裂周期非常接近24小时周期，然而不同类型的细胞其有丝分裂活动的高峰期于一天的时间段不同。例如，直肠癌细胞的有丝分裂活动高峰期在夜间，此时正常的胃肠细胞大多处于静止期。化疗药物如果在夜间给药，可以加强疗效而同时降低副作用。抗高血压药的用药时机如与血压节律一致也会取得较好的降压效果。德国医学会推荐，原发性高血压宜早晨用药，而肾源性高血压宜傍晚用药。当然利用一些药物改变生物节律也可以达到治疗目的。临床调查显示，钙阻滞剂可降低收缩压和舒张压的昼夜节律波动幅度，改善心血管病人的预后。