育兒好累科學新發現：南極企鵝繁殖期一天打盹超過1萬次

2024年01月16日

轉載自關鍵評論網；文：賴明君

一篇12月刊登於《Science》期刊的研究發現，繁殖期的南極企鵝（chinstrap penguins）為了隨時看顧未孵化的蛋與剛出生的小企鵝，使牠們能夠免於鳥類的襲擊，並且防止其他企鵝偷取巢穴內的鵝卵石，會以一種碎片化的方式累積睡眠時數。

牠們一天會進入超過一萬次的微睡眠（Microsleeping）狀態，每次時間長度約為4秒鐘，累積下來一天可以睡滿11個小時。而這種特殊的睡眠方式，幫助南極企鵝父母們，在危機四伏的環境中保持警覺，同時獲得足夠的睡眠。

所謂的微睡眠指的是因閉眼，以及與睡眠相關的大腦活動，而導致長達數秒鐘的「清醒中斷」（interruptions of wakefulness）。人們因疲勞而打瞌睡的時候，其實就是進入了微睡眠的狀態。由於對需要隨時保持警覺的動物而言，陷入長時間的深層睡眠是相當危險的，因此牠們會選擇採取這種時間短、密度高的睡眠模式。

過去科學家們並不確定動物透過微睡眠獲得的睡眠時數，是否真的能夠累積，並且幫助動物恢復體力。不過這次研究人員在南極喬治王島（King George Island）所進行的研究發現，繁殖期的南極企鵝確實能夠在完全沒有進入長期睡眠的狀況下，透過每日超過一萬次的微睡眠，獲得足夠的休息，並且順利度過繁殖期。

企鵝微睡眠：平均只有3.91秒的慢波睡眠

根據《美聯社》的報導，之所以會展開這項研究，是因為韓國生物學家Won Young Lee發現繁殖期的南極企鵝會頻繁地眨眼睛並且打瞌睡，但需要觀測腦電波才能確定牠們是真的在睡覺。參與研究的德國生物學家拉滕伯格（Niels Rattenborg）也表示，「這些企鵝看起來就像昏昏欲睡的司機，且這種狀態24小時不間斷，持續數個星期。令人驚訝的是，牠們居然能夠正常運作並扶養後代。」

在法國布隆里昂神經科學研究中心（Neuroscience Research Center of Lyon, Bron）與韓國極地研究所（Korea Polar Research Institute）的合作下，科學家們在南極喬治王島一群多達2700對南極企鵝的企鵝群中，選中其中14隻正在孵蛋的企鵝，並在牠們頭部植入測量腦電波的儀器。

研究人員將觀測重點放在鳥類主要的睡眠型態── 慢波睡眠（slow-wave sleep）上。測量腦電波圖（electroencephalogram）後發現，這些南極企鵝平均每次只會有3.91秒的慢波睡眠，最長不超過34.22秒，然後每小時會進入慢波睡眠600次以上。

企鵝父母們之所以發展出這種不斷在睡著與清醒間切換的睡眠模式，是因為擔憂企鵝蛋與小企鵝的主要獵捕者棕賊鷗（brown skuas）會在自己陷入長期睡眠時襲來，同時擔心其他成年企鵝會偷取用來保持巢穴溫度的石頭。為了近一步了解這種小孩可能遭獵捕、巢穴可能被破壞的壓力，對企鵝父母睡眠型態的影響，研究人員比對了位在群體中心的企鵝，與位在群體外圍的企鵝的腦電波圖。

對比的結果與科學家們一開始的預測並不相同，與將巢築在群體中心的企鵝相比，位在外圍的企鵝父母們慢波睡眠的時間更長、睡得更好。代表對繁殖期的南極企鵝來說，同類對巢穴的威脅，比棕賊鷗所帶來的威脅更令他們擔憂。同時其他企鵝發出的噪音，也是導致位在群體中央的企鵝睡得比較差的原因。

而雖然這項研究證實南極企鵝確實能夠利用微睡眠的方式，獲得足夠的休息，不過由於這次的研究只觀測了正在繁殖期的企鵝，因此尚無法確定不在繁殖期中的南極企鵝，是否也會採取同樣的睡眠模式。

動物們特殊的睡眠模式

除了繁殖期的南極企鵝以外，許多動物為了讓自己隨時都能對環境保持警戒，採取了特殊的睡眠方式。如寬吻海豚（Bottlenose dolphin）每次睡覺時，只會讓一半的大腦陷入睡眠，另外一半大腦則維持清醒的狀態。透過左右腦輪流休息的方式，保持對周遭的警覺。

遷徙時需要花費數日，甚至數週飛越海洋的軍艦鳥（frigate birds）也是如此，牠們除了有一邊飛行一邊睡覺，以維持體力的能力以外，軍艦鳥也能選擇要讓哪邊的腦進入睡眠，或是兩邊都同時睡覺。

而雖然許多動物都會為了適應環境而發展出特殊的睡眠型態，不過伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution）的企鵝研究專家齊特巴特（Daniel Paranhos Zitterbart）表示，南極企鵝的微睡眠是一個新發現的極端案例，「微睡眠是個驚人的適應環境的結果，可以讓企鵝持續保持警覺。」

※ 本文經授權轉載自《關鍵評論網》，原文標題〈研究：南極企鵝育兒法寶「4秒鐘微睡眠」，每天打瞌睡1萬次保持對周遭警覺〉。不適用CC共創授權條款。