睡眠为何进化?
—詹姆斯·里奇韦,通过电子邮件
克里斯托弗·弗伦奇,伦敦大学金史密斯学院心理学教授,回复:
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这是一个引人入胜的问题,诚实的答案是没人能确定。乍一看,睡眠似乎与生存不相容,因为它阻止进食和繁殖,并可能使睡眠者暴露于捕食者的攻击之下。睡眠必须赋予一些重要的益处才能抵消这些严重的缺点。
一些理论家认为,睡眠有助于建立新的神经连接并巩固记忆,而另一些理论家则认为,睡眠使大脑能够过滤掉不重要的连接。它也可能有助于大脑自我修复。
然而,这些解释并未得到经验证据的一致支持,也无法解释为什么不同的动物进化出范围广泛的睡眠-觉醒周期。一些理论甚至彼此矛盾。某些动物,例如美洲黑熊和肥尾侏儒狐猴,冬眠数天至数月,而另一些动物,尤其是鸟类和小型哺乳动物,则表现出较轻微的蛰伏状态,可能持续一夜或更短的时间。例如,棕蝠每天睡眠20个小时。相比之下,新生虎鲸和海豚如果在迁徙期间出生,则几乎几周不睡觉;它们的母亲也是如此。
对睡眠模式这种变化的一种合理的解释是,从进化论的角度来看,睡眠和相关状态提供了适应性不活动期。与第一印象相反,动物在睡眠时有时可能不太容易受到捕食者的攻击。当动物醒着并在其环境中活动时,它可以觅食、进食和交配,但它也会因从事这些行为而消耗能量,并可能误入歧途。
最有可能的是,睡眠的进化是为了确保物种在最容易受到捕食且食物供应稀缺时不会活跃。考虑到棕蝠赖以生存的昆虫每天晚上只有几个小时活跃,因此它每天不需要醒来超过四个小时。如果在白天四处飞行,蝙蝠会更容易引起掠食性鸟类的注意。尽管睡眠似乎有很多作用,但跨物种的睡眠模式可以通过优化活动和闲置的时间来增强生存能力,同时也可以让我们保持最敏捷的大脑。