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25億年前出現的能夠製造氧氣的原始生命或許已經開始運行最早的生物鐘了。5月15日發表在《自然》雜誌上的一篇頗具爭議的論文指出，可吸收氧呼吸作用所產生的有毒副產物——例如過氧化氫——的酶能夠以週期的形式出現盈虧，並存在於生命的各種形式當中。

幾乎所有的生物都能夠通過被稱為生物鐘的生化機制來保持內在的時間。領導這項最新研究的英國劍橋大學生化學家Akhilesh Reddy表示，在缺乏外部信號，例如陽光的情況下，這些循環大約為一個週期24小時，但它們也能夠通過對外部信號進行響應來加以重置。例如，一位旅客如果要從時差中恢復，則必須重新設定自己的生物鐘。

生物鐘被深深纏繞在一個有機體的日常生活中。它們幫助植物的葉片尋找捕獲陽光的時機，並且為黑脈金斑蝶在北美洲導航。缺乏生物鐘的單細胞藻類是無法存活的。

Reddy指出，儘管生物鐘至關重要且普遍存在，但在不同生物體內控制生物鐘的基因卻不盡相同。例如，擬南芥(Arabidopsis thaliana)的生物鐘基因與果蠅和哺乳動物的相關基因便相去甚遠，這表明生物鐘並不是從一個共同的祖先進化而來的。Reddy說：「我們似乎覺得這個週期被反覆『發明』了5次。」

在尋找一台「普適」生物鐘的過程中，Reddy和同事將目光投向了一類名為抗氧化蛋白的酶，它們存在於幾乎所有的生命形式中。這種酶的週期介乎於兩種化學態之間，這主要取決於它是否與過氧化氫發生反應，後者是對細胞有害的氧呼吸作用的一種副產品。2011年，Reddy的研究小組報告稱，在兩種化學態之間的人體紅細胞和海藻中的過氧化還原酶的週期約為24小時。

如今，Reddy的研究小組將他們的觀測結果擴展到小鼠、果蠅和植物，以及細菌與古生菌當中，其中古生菌是30多億年前進化出的第一種細胞生命形式。在缺乏陽光的前提下，過氧化還原酶也能夠在所有這些有機體中保持時間，而這正是生物鐘的一個主要特點。

研究人員發現，過氧化還原酶，或稱為代謝生物鐘並不依賴於其他生物鐘。Reddy指出，代謝生物鐘的許多內部機制還沒有搞清。

但Reddy認為，過氧化還原酶是所有生物鐘祖先的一個很好的候選者。他和同事假設，作為對光合作用在細菌中出現的一種響應，這種系統在約25億年前出現。這導致了氧氣在地球大氣中的逐漸積累，即所謂的「大氧化事件」。

美國芝加哥市西北大學費因伯格醫學院的內分泌學家Joseph Bass對這項研究表示讚賞，但他同時指出：「我認為我們依然沒有完全搞清是何種支配性的壓力導致了生物鐘的進化。」