本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
最初發表於2005年11月01日。
這是《華盛頓郵報》上的一篇好文章 - 生態位可能決定睡眠習慣 - 關於睡眠的適應性功能。
它涉及了我感興趣的一些主題。
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首先，不幸的事實是，睡眠最初是由人類研究人員，即醫學研究人員定義的。 因此，（電生理學）睡眠的定義不可避免地帶有不必要的人類中心主義元素，這幾十年來阻礙了睡眠進化的研究。
幾年前，當睡眠研究界的大人物首次透過關於果蠅睡眠的兩次演講（分別由Marcia Belvin和Joan Hendricks進行）接觸到一些非常新的想法時，我出席了在RTP生物技術中心舉行的會議。 那是一件相當震撼人心的事情，因為睡眠的定義在那時被大幅改變。 有趣的是，新的（行為）定義並沒有受到抵制，而是受到了熱情歡迎。 房間裡的每個人都理解這種新思維方式的潛力，可以打破睡眠研究長期以來不得不忍受的枷鎖。
從那時起，晝夜節律和睡眠研究的結合導致睡眠研究以驚人的速度發展。 因此，許多舊的假設和教條不得不被拋棄。 多年來，睡眠研究人員避開進化論的解釋，而專注於該現象的生理和醫學方面。 然而，睡眠醫學的進步取決於更好地理解睡眠的目的——這是一個明確的進化問題。
另一個主題是適應論與更復雜的進化觀之間的古老爭論，後者納入了發育和系統發育約束現象，以及外適應的概念。 僅僅因為一種機制目前服務於特定的功能，並不意味著該功能是該機制最初進化的目的。 換句話說，當前的功能不一定是原始的功能（鳥類的翅膀最初是為體溫調節而適應的，後來被外適應為飛行）。 這是適應論的陳述
理論家們長期以來對彼此的觀點存在分歧，但大多數人對一件事達成共識：如果大自然讓人們一生中睡去這麼多時間，那麼原因一定是至關重要的。 這似乎是唯一可以解釋為什麼睡眠不足的人如此渴望睡眠，以至於他們在時速 60 英里的汽車方向盤後睡著，以及為什麼剝奪睡眠的大鼠比剝奪食物的大鼠死得更早的原因。
然後，這篇文章列舉了幾個目前流行的關於睡眠適應性功能的假設
然而，大量的睡眠研究經常產生關於睡眠的用途、作用和需求的令人困惑的悖論和相互矛盾的證據。 如果睡眠主要是為了提供精神休息，為什麼人們的大腦在睡眠期間仍然如此活躍，正如近幾十年的研究發現的那樣？
如果睡眠是為了給身體提供休息，為什麼沙發土豆需要像奧林匹克運動員一樣多的睡眠？ 此外，像馬這樣比人類從事更多體力勞動的動物，需要的睡眠比人類少得多。
如果睡眠主要用於磨練認知功能，為什麼智力懶惰的人需要像諾貝爾獎獲得者物理學家一樣多的睡眠？ 此外，為什麼人類——比老鼠聰明得多——比齧齒動物睡得少？
最後，雖然許多傳統觀點認為美國人應該睡更多，但 2002 年的一項非常大型的研究發現，每晚睡八小時或更長時間的人比睡七小時的人更容易早逝。（不要碰鬧鐘；該研究並未發現故意減少睡眠會延長壽命。）
考慮到絕大多數睡眠研究人員是醫學博士，不一定精通進化論，這種觀點並不令人驚訝。 需要一位進化生物學家來推動事情向前發展
加州大學洛杉磯分校的精神病學家傑羅姆·西格爾（Jerome Siegel）在上週發表在《自然》雜誌上的一篇關於現有研究的全面綜述中描述了這些不協調的發現，他說，在注意到睡眠較少的物種並沒有睡得更深——就像它們在彌補較短的時間一樣——之後，他開始質疑睡眠是否發揮某些重要功能的觀點。 睡眠時間較少的動物通常睡得較淺，而睡眠時間較長的動物通常睡得更深。
西格爾是一位受人尊敬的睡眠研究人員，也隸屬於退伍軍人事務部，他說他得出的結論是，只有一個解釋可以解釋這些悖論：用一個詞來說，就是進化。
西格爾在他的論文中寫道，睡眠可能不是為了執行某些關鍵功能而設計的，而可能是各種物種（包括人類）適應其生態位的方式。 雖然許多有價值的功能可能在睡眠期間發生，但西格爾認為，這些功能可能不是睡眠的原因。
西格爾在一次採訪中說：“物種之間的睡眠差異很大，這與動物所佔據的生態位差異很大相符。”
他說：“我做的類比是冬眠和睡眠之間。” “沒有人會說，‘冬眠是為了什麼？ 這是一個巨大的謎團。’……很明顯，動物冬眠是因為沒有食物，透過關閉大腦和身體，它們可以節省能量。”
西格爾認為，睡眠可能發揮著非常相似的作用。 作為證據，他引用了一項研究，該研究發現了食肉動物、雜食動物和食草動物睡眠方式的系統性差異：食肉動物睡得更久；食草動物睡得更短；而雜食動物（包括人類）則介於兩者之間。
他問道：“如果動物必須整天吃草，它們就不能睡太多，但如果它們吃肉並且成功地殺死了一隻羚羊，為什麼要保持清醒呢？”
另一方面，更容易被捕食的哺乳動物——例如新生兒——會花費大量時間睡覺，大概是在父母設計的安全藏身之處。 為了支援進化論的解釋，西格爾自己的研究表明，當無法獲得安全藏身之處的奢侈品時——例如在海洋中——幼年海豚和幼年虎鯨顛倒了陸生哺乳動物中發現的模式。 這些海洋哺乳動物新生兒幾乎不睡覺或從不睡覺，並隨著成熟逐漸增加睡眠量。
讓我簡單地說：睡眠讓你在移動危險且沒有其他重要事情可做的時候靜止不動並保持安靜。 所有其他功能都是後來新增的，要麼是由於時間安排（有些事情最好在某些一天中的時間完成，這些時間與睡眠時間或清醒時間一致，並且這兩個過程聯絡在一起），要麼是特定的腦狀態（即，某些功能，例如記憶的鞏固，更容易在大腦沒有接收來自外部環境的大量輸入時執行）
該理論與其說與關於睡眠作用的其他理論相矛盾，不如說將它們置於背景中：“我所說的是，睡眠並不是為了實現某些重要功能而適應的，而是睡眠的核心功能是使動物適應其生態位，”西格爾說。 “鑑於動物在一天中的某個時段處於非活動狀態，某些功能將遷移到該時段，因為在該時段執行這些功能更有效。”
有趣的是，這個假設與一個古老的（坦率地說非常不受歡迎的）觀點並不衝突，即哺乳動物和鳥類並沒有進化出睡眠作為一種新的過程（畢竟，我們現在知道昆蟲也睡覺），而是它們進化出了清醒作為一種新的精神狀態。
昆蟲、魚類、兩棲動物、爬行動物等都有活動期和睡眠期。 睡眠期對應於哺乳動物/鳥類的睡眠狀態。 但是，冷血動物的活動狀態更類似於夢遊，而不是真正的清醒。
鳥類和哺乳動物是獨立進化出清醒狀態，還是存在一整套（現已滅絕的）爬行動物和恐龍譜系也完全清醒？ 清醒狀態的進化是否為意識的進化提供了基質？ 有趣的推測，但迄今為止沒有任何接近答案的東西。 至少，傑羅姆·西格爾和其他一些人的挑釁性假設正在促使睡眠科學家重新考慮他們所珍視的一切，進步就在其中。