对于即将成为帽带企鹅父母的企鹅来说，获得充足的睡眠是很困难的。海鸟不仅在拥挤、嘈杂的栖息地筑巢，而且当它们的伴侣出海觅食数天时，它们通常还要全职负责孵蛋。为了保护正在发育的幼崽免受捕食者的侵害，留守的企鹅父母必须昼夜保持警惕。
现在科学家们已经弄清楚了它们如何在不变得睡眠不足的情况下完成如此壮举：这些长满羽毛的企鹅妈妈和爸爸们每天要进行超过 10,000 次微睡眠。今天发表在《科学》杂志上的研究结果表明，这些秒级的小睡加起来每天超过 11 个小时的睡眠时间，帮助海鸟在守护巢穴的同时打盹。
共同主要作者保罗-安托万·利布雷尔是法国里昂神经科学研究中心的学者，他研究动物世界的睡眠，他表示，这些发现突显了我们对非哺乳动物，尤其是鸟类的睡眠知之甚少。
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帽带企鹅（Pygoscelis antarcticus）因其细细的黑色羽毛“帽带”而得名，它们在南极半岛和附近岛屿的岩石斜坡上筑巢。虽然两英尺高的成年企鹅免受陆地捕食者的侵害，但它们的蛋和雏鸟却是棕贼鸥（Stercorarius antarcticus）美味的零食，棕贼鸥是大型鸥类捕食者，食欲旺盛。当新的企鹅父母在拥挤的筑巢地争夺空间时，其他帽带企鹅也可能会破坏或移走彼此的蛋。
为了确定企鹅如何在看似很少睡眠的情况下保持巢穴安全，利布雷尔和他的同事前往南极半岛以北的乔治王岛上的一个大型帽带企鹅繁殖地。
当企鹅父母轮换筑巢和觅食任务时（它们在约 37 天的孵蛋期内会这样做），研究人员捕捉到一对企鹅中的一只，并为其配备传感器，以测量其大脑的电活动。跟踪这种活动可以表明企鹅的大脑何时处于睡眠模式。在将企鹅放回巢穴之前，研究小组还在鸟的颈部肌肉上安装了传感器，以跟踪头部运动，并在其背部安装了 GPS 监测器，以跟踪其在海上的活动。他们还在几个巢穴中设置了摄像机，以直接观察企鹅的行为。
总共，他们跟踪了 14 只在栖息地周围孵蛋的帽带企鹅。从视频中，他们观察到企鹅站立或躺下时出现快速眼动和头部下垂。
这些困倦的行为得到了企鹅大脑信号的支持。研究人员确定了企鹅大脑左右半球全天都有类似睡眠的活动。这些睡眠平均每次只有四秒钟。但企鹅每天会进行超过 10,000 次“微睡眠”。
利布雷尔表示，许多其他物种也存在介于清醒和睡眠之间的昏昏欲睡状态。在人类中，这种行为通常被称为打瞌睡。但极少有物种（如果有的话）会全职利用这种睡眠策略。“虽然其他动物确实有一些昏昏欲睡的状态，但我们没想到企鹅能够持续维持如此极端的睡眠碎片化，”利布雷尔说。
宾夕法尼亚州立大学研究海鸟进化生态学的生物学家詹妮弗·阿诺德表示，帽带企鹅短暂的睡眠是前所未有的，她没有参与这项新研究。“这些发现扩展了我们对鸟类睡眠的了解，因为这些鸟类使用微睡眠的程度非常惊人，”她说。在她自己的研究中，她的团队观察到燕鸥利用短暂的闭眼，这可能与企鹅的微睡眠行为具有相似的功能。她认为这些短暂的睡眠非常有“进化意义”，因为警惕性对于群居筑巢的海鸟至关重要。
帽带企鹅零碎的睡眠时间表也挑战了长期以来认为碎片化休息会对睡眠质量产生负面影响的传统观念。相反，即使是最短暂的睡眠也可能逐渐累积成帽带企鹅的高质量睡眠，使它们基本上可以在工作时睡觉。“我们都知道，如果我们睡一小时而不是两小时、三小时或四小时，更多的睡眠会产生累积效应，”利布雷尔说。“我们怀疑这对企鹅来说也是一样的。”