睡眠是一種幾乎存在所有動物身上的普遍現象，卻同時也是演化生物學中最耐人尋味的謎題之一。為什麼生物需要睡覺？畢竟，睡眠會讓個體曝露於掠食風險之中，並犧牲覓食和繁殖的寶貴時間。
以色列巴伊蘭大學（Bar-Ilan University）的一項新研究，發表於期刊 《自然通訊Nature Communications》，該研究提出了一個除人料且深具啟發性的答案：睡眠最原始、最根本的功能，可能是為了保護神經細胞，減少細胞壓力並修復累積的DNA損傷。
研究顯示，這一功能早在數億年前便已出現，甚至存在於水母與海葵這些最早具備神經系統的生物之中。
為了追溯睡眠的演化起源，由Lior Appelbaum與Oren Levy教授領導的研究團隊，針對兩種古老生物——與藻類共生的日間活動水母以及非共生的夜行性海葵進行了對比研究。透過觀察這兩者之間的差異，科學家希望能揭開睡眠在生命早期究竟是如何形成的奧秘。
這項研究發現，這些古老生物與人類一樣，平均每天睡眠約8小時。雖然它們的生理機制各異，但都遵循相同的模式：睡眠與修復間有著雙向連結，清醒時神經細胞會累積DNA損傷，DNA 損傷誘發睡眠需求，而睡眠則促進 DNA 的修復。這顯示了睡眠在細胞修復中扮演著核心角色。
研究發現，睡眠不足會導致 DNA 損傷顯著增加，此時生物會透過睡眠補償或睡眠反彈（Sleep rebound）來補償與修復。實驗證實，若人為誘發DNA損傷，生物對睡眠的需求會增加；相反地，施予褪黑激素則可降低損傷程度。這些結果揭示了一個關鍵機制；睡眠透過一種「雙向調節系統」，持續保護神經細胞免於壓力累積的傷害。
值得注意的是，無論是受光照調控的水母，還是依賴內在生理時鐘運作的海葵，儘管調控方式不同，「減少DNA損傷」是它們共同的生命需求。這證明睡眠維護神經組織的功能是極其古老的特徵，遠早於學習或做夢等高階功能的出現。
這項發現強調了睡眠品質對大腦健康的重要性。長期睡眠障礙會導致DNA損傷持續累積，這與阿茲海默症及帕金森氏症等神經退化疾病密切相關。
資料來源：https://www.biu.ac.il/node/584180
