众所周知，睡眠是人类和动物界普遍存在的生理行为。它在进化过程中的持久性被认为具有一个或多个核心功能。关于这些核心功能的一个假说是，睡眠通过加强休息和降低相对于清醒时的代谢率来节省能量。像哺乳动物、鸟类和果蝇都在睡眠期间节省能量。但对于像鲨鱼这样的冷血脊椎动物，科学家们对它们的睡眠行为仍知之甚少。
此前一直有传言说鲨鱼不需要睡觉，这一观点基于一些鲨鱼必须保持游动才能呼吸。
近日，发表在《Biology Letters》上的一项新研究中，来自奥克兰大学和西澳大利亚大学的研究人员提供了鲨鱼睡眠的第一个生理学证据，证实了一些传闻和其他研究长期以来提出的观点。该研究表明，这些动物确实和我们一样需要睡觉。
鲨鱼代表了最早的有颌脊椎动物。因此，可以为我们提供对脊椎动物睡眠进化的原始见解。
在之前的一项研究中，研究人员证明，当鲨鱼看起来在休息时，需要更大的电刺激才能使它们做出反应。但该研究没能证实鲨鱼的这种休息状态是睡眠。
在这项新研究中，研究人员调查了澳洲绒毛鲨（Cephaloscollium isabellum）的睡眠迹象。
对这种夜行动物进行24小时的监测后，研究人员发现，它们的氧气水平在休息期间持续下降，并证实那些超过5分钟的休息确实是睡眠。无论在白天，还是在夜间，睡眠中的鲨鱼不仅对刺激的反应能力降低，而且代谢率也降低。
鲨鱼在白天睡觉时更常闭上眼睛，这意味着闭上眼睛更可能与外界因素有关（如光线），而不是与睡眠状态本身有关。在夜间，即使其他指标显示它们在酣睡，但仍有38%的鲨鱼睁着眼睛（睁眼睡觉）。
研究人员发现，有关鲨鱼睡眠一个更好的指标是它们的姿态。在睡眠时，绒毛鲨会保持身体平坦。
这种鲨鱼之所以能够长时间保持静止一般，这要归功于它们的颊部（面部肌肉）泵，它能在鲨鱼静止时让含氧气的水流过鳃。
其他种类的鲨鱼则没有这种泵，像臭名昭著的大白鲨（Carcharodon carcharias），它们依靠向前游动将含氧的水推到嘴里和鳃上。这就是所谓的“冲撞式换气”。
如果所有的鲨鱼都需要睡眠，那么同时需要不停游动的它们是如何在运动中实现睡眠的呢？
一些研究人员怀疑这可能与鲨鱼控制游动的方式有关。20世纪70年代的一项研究发现，负责白斑角鲨（Squalus acanthias）游动的机制位于动物的脊髓而不是大脑，因此鲨鱼可能在没有意识的情况下保持游动。
总的来说，关于睡眠的很多问题仍然是个谜。因此了解鲨鱼的睡眠过程可以为我们提供关于睡眠能力如何进化的线索。作为最早的颌类脊椎动物，鲨鱼代表了许多依靠睡眠来保存能量和其他重要生理过程动物的祖先群体。
该团队表示，未来的研究将关注其他睡眠生理指标，例如大脑活动的变化，以便更完整地描述这些脊椎动物的睡眠情况。
论文链接：
https://doi.org/10.1098/rsbl.2021.0259
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