自然界中，各種生物的功能都有自己獨特的活動周期。某些藻類的發光，植物花瓣的啟閉，雄雞的啼鳴，候鳥的遷徙，動物的冬眠，乃至人體新陳代謝速率的變化，在排除所有外因之後，仍定時出現。這就是生物的節律。
生物節律是法國天文學家梅朗於18世紀初發現的，達爾文也曾關注過這一現象。現在，生物學家已經證實，不論是植物還是動物，其功能的周期性變化並非局部現象，它是一切有機體生命活動的基本規律的反映。
生物節律指各級（分子的、細胞的、組織的、器官的，最終包括種群的和生物圈的）生命過程中所發生的量變以及由此引起的質變。它的表現形式多種多樣，有晝夜節律，海潮節律，月節律，年節律等等。
生物節律是調節有機體適應內外環境變化的重要機能。每一個有機體內都有複雜的“定時機構”，使其內部各種節律相互協調，不發生紊亂。生物如果不能將自己的各種功能在時間上加以協調，它就不能存在，並且注定會消亡。在生根之前就長出葉子的植物必然很快枯萎；一個人的心髒跳動若不能與他的活動相協調，他就要死亡。
生物不僅需要同步自己的體內節律，還需要與外部環境同步，因為它們周圍的環境也隨時間呈周期性變化。不去適應環境，它們就無法長期生活下去。沙漠中的動物，必須適應正午的酷熱和子夜的嚴寒；熱帶叢林裏的竹子，要能忍受暴雨襲擊和隨之而來的幹旱的考驗。氣溫、濕度、食物資源和各種天敵，都隨白天黑夜、暑去冬來而變化，為避免物種滅絕，植物和動物必須最低限度地適應這些外部時間周期。事實七，絕大部分生物都自然地發展了各自的“體內時鍾”，以預測這些外部周期。這就是通常所說的生物鍾。
雖然生物節律早就被人們發現，但直到現在，有許多東西還沒有搞清，未知的問題遠遠超過已知的答案。人們尚不明白生物節律的時間係統是怎樣形成的，生物鍾具有怎樣的結構，生物體內節律與外部時間的關係如何等等。
目前，科學家們正在探索植物的晝夜節律，分析動物體的化學組成，研究人類奇妙的睡一醒活動方式，以便更多地揭示生物鍾的機製。這些問題的解決，不僅有利於科學地安排人們的勞動和休息，而且對於發展預防醫學、生物控製和農牧漁業生產都有重大意義。
它對於我們深入了解時間問題也是饒有趣味的。
花開知時
花，大自然的佳作、美的象征。它激發著人們的靈感，豐富著藝術作品的內容，為人們的生活綻開詩一般的節律。
我們偉大祖國，地處溫帶，一年四季，處處有花。在不同季節，我們能看到不同的花：紫羅蘭開在初春，紅玫瑰開在仲夏，金菊花開在晚秋，俏臘梅開在隆冬。有許多按鍾點開閉的花朵，曾為人類早期守時提供過方便。例如在18世紀的歐洲,一般的公園裏大都有一個自然的帶有裝飾性趣味的“報時花鍾”。園丁們把一組花盆排列成“鍾麵”，每盆花的開或閉都對應於一個鍾點。遊客利用這種時鍾，就能知道大概的時間。
在18世紀，手表還沒有普及，即使是懷表，也隻是富戶豪紳們的奢侈品。花鍾報時大約可以精確到半小時，這在當時便足以使遊人滿意了。當然，花鍾在今天已經罕見了，因為要尋找和培養能在不同季節和不同地方守時的花是相當困難的。
植物的花朵為什麼能夠差不多定時地開合？對這一問題最早進行係統研究的是卡內和阿拉特。他們在1920年引進了“光照周期”這一術語。這一概念很快就得到了推廣，並被用於解釋動植物行為中的其他現象。科學家們推測，植物花朵要維持定時開閉，並不受外部環境的影響，植物體本身必須能夠計算一天中的小時數。就是說，它們應該有架“體內時鍾”。
然而，這架時鍾又是怎樣工作的呢？這個問題引起了多方麵的重視。1937年，國際上為此成立了專門研究機構一一國際生物節律學會；近年來，逐漸發展形成了“時間生物學”學科。
植物學家們認為，同鳥類遷徙、動物休眠等現象一樣，植物的萌發也取決於周圍環境的變化，而日照長短是最關鍵的環境因素。植物接受光照刺激的器官是葉子。每當接受了一定量的光線照射後，葉子就發出信息，使蓓蕾開出花朵，以免一味地抽枝長葉。當然，並不是所有的花期都由日照長短決定，隻有在世界上那些光照控製能最有效地影響生物發育進程的地方，才會出現這種情況。
德國植物學家布寧正在用現代化實驗裝置記錄花的開閉時間。他發現，在活的植物體內，差不多每個細胞都像一架時鍾，它們具有精確的24小時活動周期。這就是植物的周日節律。
美國植物學家哈姆最近用豆科植物作了試驗。他發現，豆科植物的生活特性很像一架計算機，它隻在光照和黑暗呈24小時或24小時整倍數變化時才開花。哈姆指出，這種植物對於黑暗的要求很苛刻，起作用的與其說是白天的長短，不如說是黑夜的長短，在它需要的黑暗期內，那怕是短暫的閃光都會使其不能開花。
科學家們現在普遍認為，植物體內的生物鍾大致由兩部分組成，即“鍾”和“定時器”。前者代表植物體內有規律的活動過程；後者則像軍事指揮官那樣定期指示調整這些活動，使其同外部環境保持一致。“定時器”受外部因素影響，而“鍾”則位於植物體內部，不受環境製約。
飛鳥時律
家燕隨季節遷徙居住地點。它體態輕盈，飛速快如流星，人們都喜愛它。在我國農村，每逢初夏，家家開門納燕，讓它們在自己的屋簷下築巢。
我國宋代大詩人陸遊在《鳥啼》詩中曾寫道：野人無曆日，鳥啼知四時；二月聞子規，春耕不可遲；三月聞黃鸝，幼婦憫蠶饑四月鳴布穀，家家蠶上簇五月鳴雅舅，苗稚厭草茂。
這說明，許多飛鳥的啼鳴也有一定的時間節律，人們可以用它來預告農時。
在飛鳥遷徙的路徑上，既無燈塔，又無路標，可是它們從來也沒有找錯過地方。
候鳥啼鳴，年複一年，人們似乎也沒有發現它們報錯過農時。
鳥類的這些驚人本領引起了動物學家、生物學家以及生理學家們的極大興趣，他們對不同鳥類進行過許多實驗，以探索其中的奧秘。最有名的實驗要算是聯邦德國生理學家克萊梅對紫翅椋鳥（一種歐洲椋鳥）遷徙行為的長期研究。
1949年，克萊梅把紫翅椋鳥喂養在一隻籠子裏，定期觀察它的活動。他發現，每到10月，這些鳥不論是在籠裏來回跳躍的時候，還是站在棲木上扇動翅膀的時候，總是把頭朝著特定的方向一一它們想要飛往的西南方向。
後來，克萊梅把鳥籠換了個地方，並用布將它的四周圍起來，隻留上頂。這時他注意到，隻要天空不被雲層遮住，紫翅椋鳥還是能夠表現出上述行為。
第二年春天，到了這些紫翅椋鳥往相反方向遷徙的季節，它們又會朝東北方向跳動。
為了研究這種鳥根據什麼判別其遷徙方向，克萊梅索性造了一間六角型小屋，在小屋的每個側麵都裝上百葉窗。打開窗子，自然光線可以射入屋內，人在屋外可以看到鳥的活動情況。然後，他又用鏡子使光線呈直角反射照射屋內小鳥。這相當於把太陽光照射的角度改變了聽。克萊梅驚奇地注意到，這時屋內紫翅椋鳥飛動的方向也跟著改變90°。
克萊梅還訓練紫翅椋鳥每天在一定的時間裏在一個固定羅盤方向上進食，並在另一個時間裏進行檢驗，結果發現它們總是保持訓練時的位置。他還發現，如果把紫翅椋鳥放在具有人工晝夜的籠子裏，而這人工晝夜與自然晝夜有6小時的時差，經過一段時間再把它放到陽光下，那時，紫翅椋鳥的覓食方向將與實際方向有90？的相位差。這說明，紫翅椋鳥是通過體內的生物鍾和太陽的位置來判定方向的，而生物鍾隻以當時當地的晝夜周期為依據。