欢迎来到我的睡眠系列节目的第三集也是最后一集,我将在其中探讨我最常谈论的生物是否会睡觉。我已经讨论了 植物 和 微生物(它们实际上并不睡觉,但确实有迷人的昼夜节律行为)。接下来是:昆虫。
那么,昆虫会睡觉吗?终于,我们找到了答案:是的,它们确实会睡觉。与植物和微生物不同,昆虫拥有中枢神经系统,这似乎是睡眠的一个重要特征。它们还有有趣的昼夜节律行为,这些行为决定了它们何时睡觉和何时醒来。
有些昆虫夜间活动,以便 aproveitar (利用) 隐蔽进食的机会。夜盗虫 在日落后吃叶子,以躲避鸟类和其他捕食者,而臭虫通常在夜间进食,以利用它们熟睡的猎物(也就是我们)。相比之下,白天觅食的昆虫,例如各种寻求花粉的蜜蜂,则遵循相反的昼夜节律。这说得通,因为它们授粉的花朵在夜间会闭合。
科学界首次在 2000 年定义了昆虫的睡眠,当时加州 神经科学研究所 和 宾夕法尼亚大学 的独立研究小组发布了关于果蝇睡眠的报告。
这两个小组都发现果蝇表现出睡眠的关键特征。例如,处于休息状态的果蝇比处于活动状态的果蝇更难被惊吓,就像你躺在沙发上睡觉时比你起身活动时更难引起你的注意一样。如果科学家通过定期轻敲容器来阻止果蝇在夜间活动,那么果蝇就必须通过额外的休息来弥补,就像你熬夜后需要打个盹一样。
下面的 gif 显示左边是睡眠不足的果蝇,右边是对照组。睡着的果蝇正在休息,即使此时它们通常应该醒着(视频由宾夕法尼亚大学的 Julie Williams 提供)。
最近的研究表明,咖啡因会扰乱果蝇的睡眠 周期(就像我们一样!),而 性别和年龄 也会影响这个周期。研究人员还研究了许多其他昆虫的睡眠和昼夜节律,从追踪 蜜蜂如何打盹 到通过移植一只被调整到不同昼夜周期的蟑螂的大脑来改变 蟑螂的昼夜节律。
那么,我们为什么会关心这些,除了这件事本身就很酷之外?研究像果蝇或蜜蜂这样相对简单的生物的睡眠和昼夜节律可以让我们更深入地了解这些行为,从相关的分子通路到涉及的基因。通过利用害虫的昼夜节律,可能也有控制它们的方法。例如,由于昼夜节律有助于调节新陈代谢,杀虫剂在一天中的特定时间可能效果更好。
至此,我们对植物、微生物和昆虫的睡眠进行了简短的介绍。我为您留下这个可爱的睡着蜜蜂的视频(不客气)。
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延伸阅读
Hendricks 等人,“Drosophila 中的休息是一种类似睡眠的状态”,《Neuron 25:1 129-138 (2000)》。
Shaw 等人,“Drosophila melanogaster 中睡眠和行走的相关性”,《Science 287:5459 1834-1837 (2000)》。
Ho and Sehgal,“Drosophila melanogaster:一种用于研究睡眠基本原理的昆虫模型”,《Methods Enzymology 393 772-793 (2005)》。
“睡眠之谜:让果蝇保持规律”,《Penn Medicine》。