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為什麽絕大部份生物都要睡覺呢?

2021-09-19健康

先問是不是,再問為什麽 。「睡覺」指「周期性進入類似昏迷的狀態,可以在被打擾時快速蘇醒」的話,地球上大部份生物個體是細菌、古菌,大部份生物量是植物,它們並不睡覺。真菌、色藻、其他真核單細胞生物、各種非細胞生物也沒有睡覺這回事。

動物的晝夜節律並不都含有「周期性淺昏迷」,也不是所有動物都有晝夜節律。對動物來說,睡眠到底有什麽用在很大程度上仍是未知的,似乎涉及神經元 DNA 損傷的修復、腦和腸道的代謝廢物清理。

昆蟲有活動-休息的周期化,可以根據心率、身體位置、肌肉活動等判斷昆蟲是否進入蟄伏狀態 [1] ,阻止該狀態也有類似睡眠剝奪的各種效應,可以說是類似睡眠的行為。你可以說那也算「睡覺」。

「按照自己的體能和飲食狀況進行休息」「對應光照·氣溫·捕食者和食物的活動狀況產生的活動-休息周期化」大概可以解釋睡眠的部份成因。

人在睡眠時清除腦脊液裏的代謝廢物、在睡眠時對新形成的突觸連線進行剪枝,每天睡幾個小時對人腦正常運轉來說是必要的。但是,許多動物在清醒狀態就能執行這些,或是沒有這樣的腦。

有腸道的動物似乎在類似睡眠的狀態清理腸道中的活性氧。這可能是睡眠剝奪致死的主要原因(後詳)。

目前人類觀察到的「身體結構最簡單的」有類似睡眠的行為(活動-休息周期)的動物是秀麗隱桿線蟲。

水螅綱、多孔動物、多細胞內寄生蟲(例如絳蟲)有晝夜節律,夜間的休息可以說是「睡覺」或其類似物。

變形蟲、錐蟲、瘧原蟲等曾經被稱為「原生動物」的單細胞生物不進行睡眠,不過瘧原蟲也有晝夜節律。

看起來應該和人類分開沒有幾千萬年、大抵需要睡眠的海豹裏就有 每天只需要睡幾分鐘 的物種,睡眠時間跟神經系統簡單得多的 工蟻 都差不多。海豚的「兩個腦半球輪換休息」並不算是效率多麽高的系統。

冬眠/夏眠等休眠並不是睡眠。冬眠的動物醒來之後,經常表現出 睡眠剝奪所致的反彈嗜睡

2020 年,美國哈佛醫學院的神經科學家發現了睡眠不足致死的因果關系。相關研究結果發表在 6 月 4 日的【Cell】雜誌上。

研究人員發現, 睡眠不足會導致果蠅和小鼠腸道中的活性氧分子積累 ,觸發氧化應激。透過口服褪黑素、硫辛酸、菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸等藥物的方法清除果蠅腸道內的活性氧分子之後,長期熬夜的果蠅的壽命與保持正常睡眠的果蠅沒有差異。透過基因調控以在果蠅腸道中產生過量抗氧化酶也能產生一樣的效果。這些方法都不會延長正常睡眠的果蠅的壽命。

人類的慢性睡眠不足與心臟病、2 型糖尿病、癌癥、肥胖癥、抑郁癥等諸多疾病有關,科學家們長期研究睡眠,但大多數研究工作集中在大腦上,一直沒有決定性的結果。此研究的作者、神經生物學副教授 Dragana Rogulja 說:「我們驚訝地發現腸道在導致死亡的過程中起著重要作用。更讓人驚訝的是,睡眠不足導致的過早死亡是可以避免的。」

參考

  1. ^ 運動減弱、保持特定的姿勢、對外界刺激反應減弱、快速恢復性(容易被打斷,回歸覺醒狀態)、對睡眠剝奪的反彈、穩態控制