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生物没有大脑也需要睡觉吗?

2021-01-13 09:37:28  来源:知否

水螅是一种小型无脑生物,然而研究人员称水螅存在一种类似睡眠的状态,这似乎颠覆了人们的传统认知,即人类大脑需要通过睡眠才能正常工作,但事实证明,一些生物的睡眠并不一定是为了满足大脑,睡眠机制或许比大脑组织进化更早。

研究报告作者、日本九州大学副教授Taichi Q. Itoh说:“我们现掌握确凿证据,表明动物在形成大脑组织之前一定先有睡眠需要,这对于我们理解睡眠需求进化具有重要意义。”目前,这项最新研究报告发表在《科学进展》杂志上。

睡眠行为在动物王国中非常普遍,人类和所有哺乳动物每天必须保证充足的睡眠时间,才能维持日常生活,最新研究表明昆虫、甚至蛔虫也会睡觉。然而,所有这些生物都有某种形式的中枢神经系统,或称为大脑组织,所以科学家并不清楚睡眠机制进化早于大脑组织形成,还是相反的情况。

水母作为水螅的近亲物种,它也没有大脑组织,但也表现出类似睡眠的行为,最新研究显示,水螅不仅会睡觉,还能做出人类和其他高级动物的睡眠分子反应。

研究人员称,依据我们的最新发现以及之前关于水母的研究报告,我们认为睡眠进化是独立于大脑进化的。在这项研究中,他们使用一种录像系统,本质上是一个水螅摄像头,监控分析水螅的运动变化,并确定它们是进入类似睡眠的状态,还是运动减少的状态,这种睡眠状态可能会被手电筒强光照射打断。

他们发现水螅存在活动和睡眠周期,每个周期大约持续4个小时,更重要的是,通过震动或者温度变化扰乱水螅的睡眠状态,会导致睡眠剥夺的迹象,例如:扰乱水螅正常睡眠周期之后需要更长的睡眠时间,并显示细胞生长减缓。

同时,研究人员还将水螅暴露在与人类睡眠调节有关的化学物质中,包括褪黑素和神经递质,结果显示水螅睡眠活动增加。然而,对许多动物有刺激作用的多巴胺化学物质却增大了水螅的睡眠时间,这似乎表明一些睡眠机制一直保持不变,但另一些在大脑进化过程中转换了功能。

研究人员还发现如果不让水螅睡眠时,其体内200多个基因表达会发生变化,包括一些与其他动物睡眠调节相关的基因。(卡麦拉)

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