對於即將成為帽帶企鵝父母的企鵝來說，獲得充足的睡眠是很困難的。海鳥不僅在擁擠、嘈雜的棲息地築巢，而且當它們的伴侶出海覓食數天時，它們通常還要全職負責孵蛋。為了保護正在發育的幼崽免受捕食者的侵害，留守的企鵝父母必須晝夜保持警惕。
現在科學家們已經弄清楚了它們如何在不變得睡眠不足的情況下完成如此壯舉：這些長滿羽毛的企鵝媽媽和爸爸們每天要進行超過 10,000 次微睡眠。今天發表在《科學》雜誌上的研究結果表明，這些秒級的小睡加起來每天超過 11 個小時的睡眠時間，幫助海鳥在守護巢穴的同時打盹。
共同主要作者保羅-安託萬·利布雷爾是法國里昂神經科學研究中心的學者，他研究動物世界的睡眠，他表示，這些發現突顯了我們對非哺乳動物，尤其是鳥類的睡眠知之甚少。
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帽帶企鵝（Pygoscelis antarcticus）因其細細的黑色羽毛“帽帶”而得名，它們在南極半島和附近島嶼的岩石斜坡上築巢。雖然兩英尺高的成年企鵝免受陸地捕食者的侵害，但它們的蛋和雛鳥卻是棕賊鷗（Stercorarius antarcticus）美味的零食，棕賊鷗是大型鷗類捕食者，食慾旺盛。當新的企鵝父母在擁擠的築巢地爭奪空間時，其他帽帶企鵝也可能會破壞或移走彼此的蛋。
為了確定企鵝如何在看似很少睡眠的情況下保持巢穴安全，利布雷爾和他的同事前往南極半島以北的喬治王島上的一個大型帽帶企鵝繁殖地。
當企鵝父母輪換築巢和覓食任務時（它們在約 37 天的孵蛋期內會這樣做），研究人員捕捉到一對企鵝中的一隻，併為其配備感測器，以測量其大腦的電活動。跟蹤這種活動可以表明企鵝的大腦何時處於睡眠模式。在將企鵝放回巢穴之前，研究小組還在鳥的頸部肌肉上安裝了感測器，以跟蹤頭部運動，並在其背部安裝了 GPS 監測器，以跟蹤其在海上的活動。他們還在幾個巢穴中設定了攝像機，以直接觀察企鵝的行為。
總共，他們跟蹤了 14 只在棲息地周圍孵蛋的帽帶企鵝。從影片中，他們觀察到企鵝站立或躺下時出現快速眼動和頭部下垂。
這些睏倦的行為得到了企鵝大腦訊號的支援。研究人員確定了企鵝大腦左右半球全天都有類似睡眠的活動。這些睡眠平均每次只有四秒鐘。但企鵝每天會進行超過 10,000 次“微睡眠”。
利布雷爾表示，許多其他物種也存在介於清醒和睡眠之間的昏昏欲睡狀態。在人類中，這種行為通常被稱為打瞌睡。但極少有物種（如果有的話）會全職利用這種睡眠策略。“雖然其他動物確實有一些昏昏欲睡的狀態，但我們沒想到企鵝能夠持續維持如此極端的睡眠碎片化，”利布雷爾說。
賓夕法尼亞州立大學研究海鳥進化生態學的生物學家詹妮弗·阿諾德表示，帽帶企鵝短暫的睡眠是前所未有的，她沒有參與這項新研究。“這些發現擴充套件了我們對鳥類睡眠的瞭解，因為這些鳥類使用微睡眠的程度非常驚人，”她說。在她自己的研究中，她的團隊觀察到燕鷗利用短暫的閉眼，這可能與企鵝的微睡眠行為具有相似的功能。她認為這些短暫的睡眠非常有“進化意義”，因為警惕性對於群居築巢的海鳥至關重要。
帽帶企鵝零碎的睡眠時間表也挑戰了長期以來認為碎片化休息會對睡眠質量產生負面影響的傳統觀念。相反，即使是最短暫的睡眠也可能逐漸累積成帽帶企鵝的高質量睡眠，使它們基本上可以在工作時睡覺。“我們都知道，如果我們睡一小時而不是兩小時、三小時或四小時，更多的睡眠會產生累積效應，”利布雷爾說。“我們懷疑這對企鵝來說也是一樣的。”