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动物也睡眠吗? 精选

已有 5423 次阅读 2020-5-16 10:32 |个人分类:科普随笔|系统分类:科普集锦| 睡眠, 动物, 快速眼动睡眠, 非快速眼动睡眠

动物也睡眠吗?

王德华

 

动物也睡眠吗?答案是肯定的。所有的动物都睡眠吗?这个问题就不能确定了。我们人类每天都需要睡眠,睡眠占了一生近三分之一的时间,睡眠对于人类的生存是至关重要的。

睡眠是由于动物大脑的功能活动而引起的生理性活动降低,给予适当刺激后就可完全苏醒的一种状态,是身体对周围环境失去知觉和反应的一种可逆性行为。睡眠是一个复杂的生理和行为过程,通常的行为表现是躺卧、静止和闭眼等。

科学家在对人类睡眠的研究中,根据睡眠时的生理活动分为快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠两种类型。快速眼动睡眠时,脑电图表现为去同步化波,全身肌肉松驰,并伴有做梦现象,而非快速眼动睡眠时,脑电图表现为同步化慢波,并伴随肌肉张力下降和意识活动减弱等。由于哺乳动物还有冬眠和休眠等行为,所以判断动物的睡眠的标准还有一个条件,就是动物可以迅速转入清醒状态,脑电图具有特征性改变的特点。睡眠的可逆性这个特征可以把睡眠与昏迷状态区分开来。睡眠时对刺激的反应能力降低这个特征可以把睡眠与清醒时的静止状态区分开来。

一些学者认为睡眠是动物维持生命所不可缺少的一种本能行为,所有的动物都具有睡眠行为。遗憾的是学术界至今只有很少数的动物物种被研究过睡眠行为,被研究的物种中有些物种的“睡眠”并不符合睡眠的电生理学的特征,如昆虫中的果蝇,尽管研究发现其具有反应迟钝等符合睡眠定义的行为学特征,但在昆虫中并没有发现有快速眼动睡眠的确切证据。在鱼类中也发现有类似睡眠的行为表现,但学者们发现珊瑚礁的硬骨鱼类在白天和晚上都连续活动,称为“睡眠游泳”,似乎不存在睡眠现象。两栖类的牛蛙是夜行性的物种,其在静止时的敏感性比活动时的敏感性还高,被学者描述为是不睡眠的物种。牛蛙的这种不睡眠行为,主要是提高警戒性,避免被捕食。在爬行动物中,有研究发现具有快速眼动睡眠的行为,也有些研究并没有发现这种行为。由于缺乏充足的证据,一些学者不倾向于认为两栖类、爬行类、鱼类和无脊椎动物具有真正的睡眠行为。

鸟类具有类似哺乳动物的快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠,但快速眼动睡眠的时间比多数哺乳动物要短。现在关于睡眠的信息大多来自于对哺乳动物的研究。

哺乳动物的睡眠时间因物种而异,一般在4-19个小时不等,快速眼动睡眠占总睡眠时间的10-50% 如鸭嘴兽的每天的总睡眠时间是14小时,其中快速眼动睡眠时间是7小时。相应地,蝙蝠分别是19小时和3小时,狒狒分别是9.5小时和1小时,大鼠分别是13小时和2.5小时,猫分别是12.5小时和3小时,马分别是3小时和0.5小时,长颈鹿分别是4.5小时和0.5小时,家兔是8小时和1小时,人类分别是8小时和2小时。企鹅的睡眠时间是11个小时,鸽子是11个小时。大多数动物的睡眠是间断性睡眠,睡眠期间会有觉醒。

动物睡眠的姿势也各不相同,陆地生活的哺乳动物睡眠时一般是侧卧或俯卧姿势,海獭可在浮游在水面上的支撑物上仰卧睡眠,大象、马和长颈鹿等是站立睡眠,蝙蝠是头朝下倒挂着睡眠。草食类动物因担心天敌袭击,总是保持警觉的姿势睡眠,睡眠时间较短。食肉类很少被其它物种袭击,所以可以舒适放松的姿势安心睡大觉。有些鸟类睡眠时会缩起一条腿,只用一条腿支撑身体。猫头鹰在树洞内睡眠,睡眠时可以睁一只眼闭一只眼。

更有意思的是海豚等鲸类的睡眠,它们在游泳的时候睡眠。这类动物的睡眠是非快速眼动睡眠类型,是单半球睡眠。它们在睡眠时也能维持正常的呼吸,主要是依靠其大脑两个半球交替睡眠的能力。

关于动物睡眠的功能,学术界有一些解释。一种说法认为睡眠是为了恢复觉醒活动时的体力和脑力消耗。动物睡眠是为了节省能量,因为睡眠与体温调节有关。如澳大利亚的树袋熊,睡眠时间可以长达18-23个小时,主要取食营养含量较低的桉树叶,能量代谢率较低,但树袋熊具有很长的消化道,食物在消化道内滞留的时间很长,可以得到充分消化。睡眠也被认为是一种强制性的休息行为。有证据表明大鼠如果剥夺睡眠,会导致其死亡。

有学者认为,睡眠的功能因物种而异,对于一些物种而言,节省能量对其生存是最重要的,但对于另一些物种来说,保护自己以免被其它物种捕食是最重要的。还有一些物种,可能更需要珍惜时间。

总之,人们对动物(包括人类自身)睡眠的认识还很有限,还需要在更多动物类群更多物种中开展研究,以获得更多更全面地信息。

(本文将发表在《科学画报》上,发表时将有删减。)




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