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制作：苏正宇
主任：中国科学院计算机网络信息中心
公鸡早上咯咯地叫，对大多数人来说似乎是理所当然的现象。
在许多国家，公鸡的啼叫被当作破晓的象征。但"公鸡为什么会在早上打鸣"？这个问题可不简单，甚至难倒了科学家。
公鸡破晓 图源：discover magazine
也许你不会相信，直到2013年才有科学家就这个问题进行了认真解答，并发表了一篇论文。
首先，我们得知道，公鸡在一天中的任何时候都会叫，并不是只有早上才会叫。有时候，公鸡会因为有其他动物的入侵、宣告领土或其他公鸡的威胁，把啼叫作为警告。不过，没事的时候，它们确实是早上叫得最多。
多年来，科学家认为公鸡之所以在早上打鸣，是因为太阳升起后，光线由暗至明，公鸡受到光线的刺激而做出反应。不过，有些人认为，公鸡不是受到光线刺激，而是知道早上要来了才打鸣的，也就是说，公鸡有时间概念，到了早上就像闹钟一样叮叮叮地响个不停。
日本名古屋大学的科学家们决定做一个实验，来看看到底哪个说法才对。
科学家先找了一批公鸡，观察它们在正常情况下的啼叫频率。结果发现，一天下来，公鸡不仅在早上会叫，在喂食时也会鸣叫。并且那些叫嚷在最前面的总是想获得更多的食物。
在正式的实验中，科学家对公鸡所处的封闭房间的光照进行了控制：光照12小时，然后关灯12小时，重复两周。结果发现，在规律的光照下，公鸡会在光照来临前两小时左右开始打鸣。
科学家还有一个有趣的发现：地位优势明显的鸡叫得比其他鸡更早一些，地位最高的公鸡有破晓的最优先权。然后按顺序挨个打鸣，地位最低的只能在其他鸡叫完后默默垫个底。另有研究也证实，地位越低的公鸡，打鸣的频率也越低。以上发现说明，打鸣确实是公鸡宣扬地位的一种方式。
随着地位的降低，打鸣的频率也逐渐降低 图源：文献2
在之后的两周，这一屋子的公鸡将进入全面的"黑暗时代"，即24小时无光照。科学家发现，在第一周"黑暗时代"里，这些公鸡似乎还能记得之前12小时规律光照实验中大概的时间，在要有光照的时候开始打鸣。
然而，随着时间的推移，公鸡似乎慢慢出现了偏差，对于它们来说，原本周期是24小时一次破晓打鸣的，全黑后变成了23.8小时一次，相差了0.2小时，也就是说，在黑暗环境下，公鸡对时间的感知出现了问题。这种打鸣的规律性逐渐被打破了，它们不再相对固定地打鸣，这说明光照确实影响了公鸡打鸣。
在全黑的状态下，公鸡的打鸣时间出现了波动 图源：文献1
在黑暗条件下，科学家试图通过随机时间的光照和播放公鸡的啼叫来欺骗它们。结果发现，虽然这些刺激确实会引起一些鸣叫，但如果这种刺激是在之前光照开启的时间前后，那么它们打鸣会比其他时间点更频繁。
因此，科学家得出结论：公鸡打鸣主要是由内在的生物钟调节的，同时会受到外部环境的影响。此外，由于公鸡在一天中的其他时间不会像光照前后（黎明）那样强烈地鸣叫，研究人员认为公鸡的"内部时钟优先于外部信号"。
那么，什么是生物钟？
2017年的诺贝尔生理学奖三位获得者的研究对此进行了解答，正是他们发现了生物体昼夜节律的分子机制。
图片来源：guardian
简单来说，人和其他动物的生物钟是由一系列的基因和蛋白共同作用而形成的24小时的节律性行为，影响了不同时间段的生理变化，比如体温、脉搏、血压、激素分泌等等。
至于公鸡为什么在早上叫的最多这一点，科学家们还没有完全弄清楚。不过，考虑到打鸣是公鸡宣扬地位的一种方式，也许公鸡深谙 "一日之计在于晨"的道理，在早上通过打鸣确定自己的地位，可不能从一大早就乱了套。
参考文献：
[1]Shimmura, T., & Yoshimura, T. (2013). Circadian clock determines the timing of rooster crowing. Current Biology, 23(6), R231–R233. doi:10.1016/j.cub.2013.02.015
[2]Leonard M L, Horn A G. Crowing in relation to status in roosters[J]. Animal Behaviour, 1995, 49(5): 1283-1290.
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