经久以来,动物为什么要睡觉一向是生物学范畴的重大年夜谜题之一。睡眠现象几乎遍布全部动物界,但其根本功能仍在争辩之中,更吊诡的是,睡眠时代个别对外界警醒性降低,更易受到捕食者进击,这种看似晦气生计的“演变价值”,恰是促使阿佩尔鲍姆团队追问“我们为何必须睡觉”的直接原因。

以色列巴伊兰大年夜学神经生物学家利奥尔·阿佩尔鲍姆在接收媒体采访时表示,水母和海葵“确切会睡觉,这一点此前并不完全清楚”。他指出,即便没有大年夜脑,睡眠对这些动物依然十分重要,有助于它们从细胞层面缓解压力、完成各类保护过程。
在最新研究中,团队将视线投向倒立水母(Cassiopea andromeda)和小海葵(Nematostella vectensis)两种刺胞动物。研究人员应用红外相机和活动追踪软件,对它们在24小时周期内的活动与静止状况进行持续监测,并经由过程12小时光照与12小时阴郁的前提模仿天然日夜节律。
成果显示,与共生光合感化藻类的倒立水母一样,它们重要在日间活动、夜间睡眠,但日间中段也会出现类似人类“午休”的短暂睡眠;而小海葵则出现近似“夜行性”模式,夜间更为活泼,凌晨则进入更长时光的睡眠。
为了确认这些状况是真正的“睡眠”而非简单静止,研究团队在动物活动减缓或停立时,测试其对光照或食物等刺激的反响速度。根据这些实验成果,研究者给出了操作性定义:当倒立水母每分钟脉动次数降至37次以下且持续3分钟以上,即视为进入类睡眠状况;小海葵若保持至少8分钟几乎不动,也被界定为处于睡眠。
阿佩尔鲍姆指出,最出乎料想的一点,是这两种动物的总睡眠时长都大年夜约为每日八小时阁下——这意味着它们同样将生射中约三分之一的时光用于睡眠,这一点与人类高度一致。
研究不仅逗留在行动层面,还进一步追踪了睡眠背后的驱念头制。先前在斑马鱼上的研究已提示:神经细胞DNA毁伤的累积会引诱睡眠。基于这一线索,团队向水母和海葵施加紫外线辐射及特定化学试剂,以工资增长DNA毁伤,同时经由过程水流冲击等方法对其进行“剥夺睡眠”,不雅察其心理反响。
实验显示,在清醒期,水母和海葵神经体系中的DNA毁伤明显增长,而在夜间睡眠期,这些毁伤则明显削减;一旦DNA受到更多破坏,它们会表示出更强烈的睡眠偏向,睡眠时段和深度随之增长。这一系列证据合营注解,睡眠在这些远古生物体内扮演着“修复工”的角色,是保持细胞与神经体系稳定运行弗成或缺的过程。
“睡眠的出现远早于大年夜脑本身,”阿佩尔鲍姆总结道,“它从一开端就是细胞和神经元完成保护义务所必须的根本功能。”对水母和海葵睡眠的体系研究,正将睡眠的进化汗青向前推动了数亿年,也迫使科学界从新思虑:我们所熟悉的人类睡眠,毕竟是大年夜脑的须要,照样每一个细胞深藏其内的古老本能。

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