帽带企鹅(Pygoscelis antarcticus)因其从耳朵延伸到耳朵的细长黑色羽带而得名,可能是数量最多的企鹅种类。最新研究发现这种企鹅有一种神奇的功能,它的睡眠可以积累,帽带企鹅每天的睡眠时间超过11个小时,但不是一次全部睡完。
而对人类来说,打几秒钟的瞌睡显然是睡眠不足的表现,而且在某些情况下,比如开车时,打瞌睡可能会很危险。Science这篇论文的作者表示,这种不会飞的鸟可能是因为需要时刻保持警惕而进化出了这种特性。
研究人员指出,这一研究结果表明,与之前的假设相反,睡眠的益处可以逐步累积,至少在某些物种中是这样。
每天打盹数千次
帽带企鹅被认为是数量最多的企鹅,据估计,目前的繁殖数量接近 800 万对,主要分布在南极半岛和南大西洋岛屿上。在筑巢时,企鹅必须看管它们的蛋,当它们的伴侣外出觅食持续数天时,它们要保护这些蛋不受掠食性鸟类的攻击。
因此,这些企鹅每天打盹数千次,但每次只有大约4秒钟,积累了每天的睡眠需求,同时保持对巢穴的持续警惕。在动物王国里,睡眠似乎无处不在。睡眠的典型特征是一动不动,相对丧失对周围环境的感知和反应能力,睡眠会使动物容易受到捕食。
2019年12月,里昂神经科学研究中心的Paul-Antoine Libourel领导的研究小组在乔治王岛的一个繁殖地为14只企鹅植入了电极。他们记录了大脑和颈部肌肉的电活动,并使用加速度计和全球定位系统研究了鸟类的身体运动和位置。
结合视频记录和多天的直接观察,他们发现了许多奇特之处:这些企鹅的睡眠发生在站立或躺着孵蛋时,平均睡眠时间为 3.91 秒。它们每天总共要睡 10,000 多次。外围的企鹅比中心的企鹅睡眠时间更长、程度更深,这可能是由于企鹅群中间会有过多的噪音和身体碰撞,或者巢穴材料被盗的风险增加。
虽然科学家们没有直接测量这些鸟类是否获得了睡眠的恢复性益处,但企鹅成功繁殖的事实让他们相信情况确实如此,神经元的安静时刻提供了休息和恢复的窗口。
然而,在人类中,睡眠呼吸暂停等导致睡眠碎片化的情况会影响认知功能,甚至可能诱发阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病。
如果微睡眠确实累积地实现了睡眠功能,它们可以为某些物种在需要持续警惕的生态环境下提供一种适应策略,那么什么是不正常的睡眠?
睡眠的定义
Paul-Antoine Libourel和他的同事研究了南极洲筑巢的帽带企鹅。他们利用远程脑电图(EEG)监测和其他无创传感器记录自由漫游和筑巢企鹅的睡眠行为,以及连续视频和直接观察,能够识别企鹅睡眠中的特殊模式。
研究人员发现,这些鸟没有长时间的睡眠,根据作者的说法,研究结果表明,鉴于这些企鹅的繁殖成功,睡眠的好处可以逐渐积累,这些微睡眠至少可以实现长时间睡眠的部分好处。
Christian Harding和Vladyslav Vyazovskiy在一篇相关的文章中写道:“Libourel等人报告的数据可能是睡眠益处逐渐增加的最极端的例子之一。虽然睡眠持续时间对许多变量都很敏感,而且物种之间差异很大,但帽带企鹅的几秒钟微睡眠明显很短暂。”
Nesting chinstrap penguins accrue large quantities of sleep through seconds-long microsleeps