關於睡眠的進化,我們知道些什麼——它何時出現,又為何出現?細菌肯定不睡覺,對嗎?

加入我們的科學愛好者社群!

Irene Tobler是蘇黎世大學藥理學研究所的研究員。她的回應是:

大多數動物,可能包括大多數生物,都表現出晝夜節律的休息-活動模式。睡眠可能從休息進化而來,以便在這種相當固定的休息和活動節律中具有更大的靈活性。研究人員認為,睡眠的出現是為了讓生物體能夠儲存和恢復能量。所有哺乳動物和鳥類都會睡覺,這由與睡眠相關的典型腦電波變化定義。爬行動物也表現出與行為變化相關的腦電波狀態變化,但科學家尚未明確證明爬行動物存在哺乳動物和鳥類中發現的兩種睡眠狀態(快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠)。對於兩棲動物和魚類,雖然尚未研究很多物種,但有可能對類睡眠狀態進行行為定義。

對於無脊椎動物,可以識別一些要素——如身體姿勢、喚醒閾值、肌肉活動和心率——使我們能夠區分休息和睡眠。特別是在昆蟲中,以及在蠍子和一些甲殼類動物中,研究人員已經識別出一種與睡眠相似的休息狀態。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


除了晝夜節律成分外,脊椎動物的睡眠還以穩態成分為特徵:睡眠的強度會隨著之前清醒時間的長度而調節。實驗已經引發了蠍子和幾種蟑螂物種對數小時“休息剝奪”的穩態反應——也就是說,它們在恢復期間更加放鬆。這一發現表明,睡眠的調節方面可能也存在於無脊椎動物中。在進化樹上更進一步,只在軼事中描述過睡眠狀態的存在(例如,在頭足類動物(魷魚和章魚)和海兔(“海毛”軟體動物)中)。這些生物中是否存在真正的睡眠狀態仍有待科學研究。

似乎即使在非常原始的生物體中,也已經存在著在最進化狀態下(如哺乳動物和鳥類中發現的那樣)表徵睡眠的基本特徵。在所有系統發育水平上,科學家都面臨著一個挑戰,即準確確定在睡眠期間“恢復”了生物體的哪些方面。一旦找到這些方面,我們或許能夠為單細胞生物(例如,細菌)是否睡覺的問題提供一個有意義的答案。

© .