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
好吧,我知道现在不是“星期五怪异科学”时间,但这篇论文既有趣又有几分古怪。而且谁不需要在日常生活中增加一点怪异呢,对吧?
我知道Ed 已经在我之前写过这个,但我不能放过这篇。我喜欢关于睡眠的研究,我也喜欢关于性的研究,而这篇两者都有!
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Lesku 等人。“一妻多夫制扇尾鹬的适应性睡眠丧失”《科学》,2012年。
这篇论文实际上不是关于“啪啪啪”的。虽然它确实是关于“啪啪啪”……但它真正关注的是睡眠的目的。
睡眠的目的是什么?毕竟,每晚8小时(对于人类来说大约是)是一个非常长的时间来保持无意识和相对无防备的状态。但是几乎所有动物(所有哺乳动物和鸟类,肯定)只要有比较发达的大脑都会这样做。这让我们认为它一定是非常重要的事情。但是为什么呢?
关于我们为什么需要睡眠有几种假设。我最常看到的一种是,我们的大脑需要相对不活跃的时间(尽管仍然有很多活动)来进行恢复过程并促进最佳的大脑性能。但我们不确切知道恢复过程是什么。我们只知道动物和人类在睡眠不足的情况下,任务表现非常糟糕。
但还有另一种假设。这个假设是,睡眠对于最佳性能来说并非真的那么必要。相反,睡眠是在不活跃更有利时保存能量的一种方式。例如,人类可能在晚上睡觉,因为我们在黑暗中处于劣势,并且会浪费精力尝试活动。支持这种假设的证据来自睡眠需求在动物王国中差异巨大的事实。有些动物需要 14 小时(见猫),而另一些动物只需要 2-3 小时。
如果这个假设是正确的,那么有理由推断,当某些物种的生活方式需要持续活动时,它们能够放弃睡眠。这就是我们要引入扇尾鹬的地方。
这些特殊的扇尾鹬生活在北极,这意味着它们的繁殖季节有一个有趣的特点:太阳永不落山。雌性在夏季最易受孕,那时太阳实际上连续几周都不会落下。当雌性处于生育期时,雄性则努力工作。它们与育儿无关,但在交配季节,它们保卫领地,用可膨胀的胸囊向雌性炫耀,击退其他雄性,并在时机成熟时“啪啪啪”。这意味着……它们不睡觉。
这项研究的作者观察了雄性扇尾鹬的睡眠模式,发现雌性在交配季节大约睡 30% 的时间,而雄性将它们的睡眠时间减少到仅仅 10%!
您可以在那里看到鸟类的活动水平。在交配季节(黄色日期),雄鸟几乎不睡觉,但在交配后(当雌性孵蛋时),它们的睡眠时间增加了。
所以雄性是无眠的……但它们弥补了吗?事实证明,在某种程度上是。
并非所有雄性都完全减少了睡眠,最懒的睡了大约 7.7 小时,而最活跃的只有 2.4 小时!但正如您在上面看到的,那些睡眠较少的雄性通过睡得更深来稍微弥补了这一点。上图显示了 EEG 和 EMG 记录,表明虽然睡眠时间较短(蓝色),但睡眠更深(见底部的 EMG 线)。
而那些睡眠最少的雄性在交配方面绝对做得最好。那些睡眠最少的雄性父亲的雏鸟最多,因此保持清醒绝对是一件好事。
所有这些不睡觉是一回事。但是,如果睡眠服务于重要的目的,那么睡眠不足不应该开始成为一个主要问题吗?也许睡眠最少的雄鸟会更早死亡?为了研究这一点,作者研究了有多少只鸟在第二年返回。一般数量非常低(六年内只有 640 只雄性中的 13 只),但那些繁殖最成功的雄性的返回率更高(约高 10%)。而成功的雄性也是那些睡眠时间短的雄性。因此,睡眠减少似乎不会导致寿命缩短。
作者认为他们的研究支持了这样的假设,即睡眠并非真的服务于基本功能,相反,它是在进一步活动没有意义时节省能量的一种方式。虽然我理解他们的观点,但我不确定我是否同意这个假设。另一种假设是,睡眠服务于基本功能,恢复某些功能以获得最佳性能。考虑到在睡眠中被攻击和杀死的巨大可能性,错过觅食机会等等,以及许多物种在被迫不睡觉时遭受的严重行为缺陷,我倾向于认为第二种假设更可能。此外,虽然这里观察到的鸟类可能支持睡眠是对你不需要外出活动时的适应,但它们并没有反驳睡眠恢复功能的观点。这些鸟类可能是非常不寻常的,并且特别适应它们的交配期,那时北极的太阳永不落山,并且具有使其能够承受如此少睡眠的适应性优势。看看这些优势是什么将非常有趣!除非当然,这些鸟在偷偷地喝咖啡。
Lesku JA, Rattenborg NC, Valcu M, Vyssotski AL, Kuhn S, Kuemmeth F, Heidrich W, & Kempenaers B (2012)。一妻多夫制扇尾鹬的适应性睡眠丧失。《科学》(纽约州纽约),337 (6102), 1654-8 PMID: 22878501