Еволюція сну: чому різні істоти сплять так по-різному

Рівень: аналітичний · Тема: еволюція сну, архітектура сну, порівняльні дослідження сну

Чи сплять усі тварини? Відповідь дивує: так — від хрящових риб до комах та ссавців усі тварини демонструють стани, схожі на сон. Але спосіб їхнього сну варіюється кардинально — і це відкриває захоплюючі вікна у біологічні функції сну.

Частина 1. Сон у тваринному світі: порівняльна мандрівка

Ссавці: поліфазний проти монофазного сну

Люди — незвичайні спільники в світі ссавців. Більшість ссавців є поліфазними — вони сплять кілька разів на день короткими епізодами. Білки сплять 14 годин на день кількома епізодами. Леви сплять 18–20 годин.

Наші предки, мабуть, спали двофазно: тривала нічна фаза плюс короткий денний сон. У багатьох традиційних суспільствах сієста досі є нормою.

Сон дельфіна: півкульовий

Дельфіни та багато видів китоподібних можуть спати однією половиною мозку, поки друга залишається активною — однопівкульовий сон. Це дозволяє їм дихати, плавати та стежити за соціальною групою під час сну.

Імплікація: Це доводить, що сон — не глобальна функція мозку, яка «вмикається або вимикається», а стан, що може регулюватися локально на нейронному рівні.

Птахи: сон у польоті

Стрижі можуть літати роками без приземлення — і сплять під час польоту. Дослідження з акселерометрами у 2016 році показали, що стрижі впадають у короткі сонні епізоди під час польоту, можливо також однопівкульово. Альбатроси сплять над океаном у польоті під час міграцій.

Комахи: сон без нейронів?

Дрозофіли демонструють чіткі фази сну — вони менш реактивні, їхні фази відпочинку можна скоротити кофеїном, а депривація сну погіршує їхні когнітивні функції. Це захоплює, адже їхня нервова система радикально простіша за ссавців.

Частина 2. Скільки сну потребують різні види?

Чому великі тварини сплять менше? Одна гіпотеза: більші тварини потребують більше часу на пошук їжі і є вразливішими до хижаків під час сну. Сон — фактор ризику, а більші, менш уразливі тварини можуть дозволити собі довший сон.

Частина 3. Чи має REM-сон еволюційну історію?

REM-сон з'являється в еволюції у ссавців і птахів — не у рептилій, земноводних або риб (хоча там є схожі на сон стани). Це вказує на зв'язок REM-сну з розвитком неокортексу — зони вищих когнітивних функцій.

Теорія: REM-сон виник як механізм обробки складної соціальної та емоційної інформації, що стала важливою у когнітивно розвинених тварин. Що соціальніша і когнітивно складніша тварина, то більше REM-сну вона, як правило, потребує.

— Матеріал Premium —

У Premium — нейробіологія снів: що таке сни, чим вони не є і чому мозок підтримує такий витратний стан, як REM-сон.

MAPASGEN — подкаст про генетику, яка вже змінює ваше життя.