本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
最初发表于2005年11月01日。
这是《华盛顿邮报》上的一篇好文章 - 生态位可能决定睡眠习惯 - 关于睡眠的适应性功能。
它涉及了我感兴趣的一些主题。
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首先，不幸的事实是，睡眠最初是由人类研究人员，即医学研究人员定义的。 因此，（电生理学）睡眠的定义不可避免地带有不必要的人类中心主义元素，这几十年来阻碍了睡眠进化的研究。
几年前，当睡眠研究界的大人物首次通过关于果蝇睡眠的两次演讲（分别由Marcia Belvin和Joan Hendricks进行）接触到一些非常新的想法时，我出席了在RTP生物技术中心举行的会议。 那是一件相当震撼人心的事情，因为睡眠的定义在那时被大幅改变。 有趣的是，新的（行为）定义并没有受到抵制，而是受到了热情欢迎。 房间里的每个人都理解这种新思维方式的潜力，可以打破睡眠研究长期以来不得不忍受的枷锁。
从那时起，昼夜节律和睡眠研究的结合导致睡眠研究以惊人的速度发展。 因此，许多旧的假设和教条不得不被抛弃。 多年来，睡眠研究人员避开进化论的解释，而专注于该现象的生理和医学方面。 然而，睡眠医学的进步取决于更好地理解睡眠的目的——这是一个明确的进化问题。
另一个主题是适应论与更复杂的进化观之间的古老争论，后者纳入了发育和系统发育约束现象，以及外适应的概念。 仅仅因为一种机制目前服务于特定的功能，并不意味着该功能是该机制最初进化的目的。 换句话说，当前的功能不一定是原始的功能（鸟类的翅膀最初是为体温调节而适应的，后来被外适应为飞行）。 这是适应论的陈述
理论家们长期以来对彼此的观点存在分歧，但大多数人对一件事达成共识：如果大自然让人们一生中睡去这么多时间，那么原因一定是至关重要的。 这似乎是唯一可以解释为什么睡眠不足的人如此渴望睡眠，以至于他们在时速 60 英里的汽车方向盘后睡着，以及为什么剥夺睡眠的大鼠比剥夺食物的大鼠死得更早的原因。
然后，这篇文章列举了几个目前流行的关于睡眠适应性功能的假设
然而，大量的睡眠研究经常产生关于睡眠的用途、作用和需求的令人困惑的悖论和相互矛盾的证据。 如果睡眠主要是为了提供精神休息，为什么人们的大脑在睡眠期间仍然如此活跃，正如近几十年的研究发现的那样？
如果睡眠是为了给身体提供休息，为什么沙发土豆需要像奥林匹克运动员一样多的睡眠？ 此外，像马这样比人类从事更多体力劳动的动物，需要的睡眠比人类少得多。
如果睡眠主要用于磨练认知功能，为什么智力懒惰的人需要像诺贝尔奖获得者物理学家一样多的睡眠？ 此外，为什么人类——比老鼠聪明得多——比啮齿动物睡得少？
最后，虽然许多传统观点认为美国人应该睡更多，但 2002 年的一项非常大型的研究发现，每晚睡八小时或更长时间的人比睡七小时的人更容易早逝。（不要碰闹钟；该研究并未发现故意减少睡眠会延长寿命。）
考虑到绝大多数睡眠研究人员是医学博士，不一定精通进化论，这种观点并不令人惊讶。 需要一位进化生物学家来推动事情向前发展
加州大学洛杉矶分校的精神病学家杰罗姆·西格尔（Jerome Siegel）在上周发表在《自然》杂志上的一篇关于现有研究的全面综述中描述了这些不协调的发现，他说，在注意到睡眠较少的物种并没有睡得更深——就像它们在弥补较短的时间一样——之后，他开始质疑睡眠是否发挥某些重要功能的观点。 睡眠时间较少的动物通常睡得较浅，而睡眠时间较长的动物通常睡得更深。
西格尔是一位受人尊敬的睡眠研究人员，也隶属于退伍军人事务部，他说他得出的结论是，只有一个解释可以解释这些悖论：用一个词来说，就是进化。
西格尔在他的论文中写道，睡眠可能不是为了执行某些关键功能而设计的，而可能是各种物种（包括人类）适应其生态位的方式。 虽然许多有价值的功能可能在睡眠期间发生，但西格尔认为，这些功能可能不是睡眠的原因。
西格尔在一次采访中说：“物种之间的睡眠差异很大，这与动物所占据的生态位差异很大相符。”
他说：“我做的类比是冬眠和睡眠之间。” “没有人会说，‘冬眠是为了什么？ 这是一个巨大的谜团。’……很明显，动物冬眠是因为没有食物，通过关闭大脑和身体，它们可以节省能量。”
西格尔认为，睡眠可能发挥着非常相似的作用。 作为证据，他引用了一项研究，该研究发现了食肉动物、杂食动物和食草动物睡眠方式的系统性差异：食肉动物睡得更久；食草动物睡得更短；而杂食动物（包括人类）则介于两者之间。
他问道：“如果动物必须整天吃草，它们就不能睡太多，但如果它们吃肉并且成功地杀死了一只羚羊，为什么要保持清醒呢？”
另一方面，更容易被捕食的哺乳动物——例如新生儿——会花费大量时间睡觉，大概是在父母设计的安全藏身之处。 为了支持进化论的解释，西格尔自己的研究表明，当无法获得安全藏身之处的奢侈品时——例如在海洋中——幼年海豚和幼年虎鲸颠倒了陆生哺乳动物中发现的模式。 这些海洋哺乳动物新生儿几乎不睡觉或从不睡觉，并随着成熟逐渐增加睡眠量。
让我简单地说：睡眠让你在移动危险且没有其他重要事情可做的时候静止不动并保持安静。 所有其他功能都是后来添加的，要么是由于时间安排（有些事情最好在某些一天中的时间完成，这些时间与睡眠时间或清醒时间一致，并且这两个过程联系在一起），要么是特定的脑状态（即，某些功能，例如记忆的巩固，更容易在大脑没有接收来自外部环境的大量输入时执行）
该理论与其说与关于睡眠作用的其他理论相矛盾，不如说将它们置于背景中：“我所说的是，睡眠并不是为了实现某些重要功能而适应的，而是睡眠的核心功能是使动物适应其生态位，”西格尔说。 “鉴于动物在一天中的某个时段处于非活动状态，某些功能将迁移到该时段，因为在该时段执行这些功能更有效。”
有趣的是，这个假设与一个古老的（坦率地说非常不受欢迎的）观点并不冲突，即哺乳动物和鸟类并没有进化出睡眠作为一种新的过程（毕竟，我们现在知道昆虫也睡觉），而是它们进化出了清醒作为一种新的精神状态。
昆虫、鱼类、两栖动物、爬行动物等都有活动期和睡眠期。 睡眠期对应于哺乳动物/鸟类的睡眠状态。 但是，冷血动物的活动状态更类似于梦游，而不是真正的清醒。
鸟类和哺乳动物是独立进化出清醒状态，还是存在一整套（现已灭绝的）爬行动物和恐龙谱系也完全清醒？ 清醒状态的进化是否为意识的进化提供了基质？ 有趣的推测，但迄今为止没有任何接近答案的东西。 至少，杰罗姆·西格尔和其他一些人的挑衅性假设正在促使睡眠科学家重新考虑他们所珍视的一切，进步就在其中。