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湖北大学资源环境学院刘杰教授团队于2025年2月12日在Science Advances上以研究论文形式（Research Article）发表了题为“Blue light restores functional circadian clocks in eyeless cave spiders”的文章。

该研究以贵州省洞穴小弱蛛属（Leptonetela）蜘蛛为研究对象（图2），通过野外原地行为检测、分子生物学分析及实验室光照控制实验，探讨了光信号对洞穴小弱蛛昼夜节律行为的影响。

研究人员在野外调查中发现，在自然生境中，两种洞内种的抱团行为（Huddle response）表现出持续的高活动水平，无显著昼夜节律。而其近缘的洞口种则保持典型的昼夜活动周期；核心生物钟基因（per、tim和cry）在洞内种中表现为持续低表达，而在洞口种中则呈现明显的昼夜波动（图3）。

此外，在实验室条件下，研究人员使用周期性单色蓝光（450 nm）诱导洞内种后，其昼夜节律行为得以恢复，核心生物钟基因的表达节律性也被重新激活（图4）。

图4. 洞内种的蓝光诱导实验结果

为了进一步验证蓝光对洞穴蜘蛛昼夜节律的影响，研究团队在室内屏蔽蓝光，结果发现：原本具有明显昼夜节律的洞口种丧失节律行为，变得持续活跃，表现出类似洞内种的“洞穴表型”，其生物钟核心基因的周期性表达也消失（图5）。

图5. 洞口种的蓝光屏蔽实验结果

研究结果表明，尽管洞穴蜘蛛在长期黑暗环境中丧失了视觉器官，但其生物钟调控网络仍然保留，且能够被光信号重新激活。这表明，洞穴蜘蛛昼夜节律系统可能并未在进化过程中丢失，而是因授时因子（光信号）的缺失进入了“沉默”状态。

本研究提出了“沉默表型”（Silent Phenotype）新假说，即某些生理或行为特征可能因外界环境变化而暂时沉默，但并未真正丧失。研究人员推测，类似的昼夜节律调控机制可能广泛存在于其他长期生活在黑暗环境中的物种中，但尚未被广泛研究。

该研究为刘杰教授团队在Science Advances杂志发表的第二篇关于洞穴蜘蛛方面的论文。该团队2023年的研究发现：无眼洞穴蜘蛛仍然保留了感光功能，并利用光信号来规避洞外致命的干燥生境（图6）。这两项研究不仅为洞穴生物的洞穴适应性演化提供了新证据，也为理解光信号在不同生物系统中的作用提供了重要启示。未来，团队计划进一步探讨其他洞穴动物是否也存在类似的隐性昼夜节律调控机制，并探索蓝光在调节生物节律中的潜在应用价值。

刘杰，教授，2009年7月毕业于中国科学院动物研究所，获动物学博士学位，同年入职湖北大学工作至今，长期从事蜘蛛分类和系统演化，洞穴蜘蛛环境适应性演化方面的相关研究。截止目前，以第一或通讯作者发表SCI论文50余篇，获多项国家自然科学基金等科研项目的支持。

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