一种倒置水母在浅水泻湖中漂浮时，会以节律性方式收缩透明的钟形体。实地摄像记录显示，夜间其收缩频率会从每分钟约36次降至接近30次，呈现出一种在没有大脑情况下仍类似睡眠的状态；研究人员还观察到，它在中午也会短暂小憩，并在夜间受到干扰后出现“补偿性”休息。

《自然通讯》近日发表的一项研究，追踪了属于约5亿年历史谱系的卡西欧佩亚水母（倒置水母）以及星状海葵（nematostella）的休息现象。研究团队称，这些结果可能为睡眠功能与起源的讨论提供新的证据。

研究指出，关于睡眠的作用，学界长期存在不同观点，包括节能、记忆巩固或更基础的生理维护等。此前，与睡眠“维护”相关的证据多来自脊椎动物研究：例如，老鼠睡眠时脑脊液在脑内流动以清除代谢废物；2016年的老鼠研究发现某些类型的DNA断裂在睡眠期间修复更快；2019年对斑马鱼的时间流逝成像显示，睡眠可促进神经元修复清醒时积累的DNA断裂。

该研究称，其结果首次表明，类似过程也可能存在于部分无脊椎动物：水母与海葵在清醒时神经细胞DNA损伤会逐步累积，而在打盹或长时间休息后，这些损伤减少。

为界定水母与海葵何时处于睡眠状态，研究人员在红外光条件下拍摄动物，并通过白光闪烁或注入少量盐水虾提取液进行刺激。研究设定的判定标准包括：当水母脉动频率低于每分钟37次且持续至少三分钟，或海葵静止八分钟时，动物对刺激的反应会变慢，符合动物界常用的“反应性降低”睡眠标准。

在实验室水箱中，研究团队对水母神经细胞进行染色以标记DNA断裂位置。结果显示，DNA断裂数量在各自活跃期结束时达到峰值（水母为上午中期，海葵为下午晚期），在长时间休息后下降。

研究还通过改变水流让动物保持清醒。团队报告称，在这种情况下，DNA断裂数量增加，且动物第二天的睡眠时间也会延长，呈现出类似人类“睡眠补偿”的现象。

为进一步检验因果关系，研究人员使用紫外线B照射动物以造成DNA损伤。该处理使DNA断裂数量在一小时内翻倍，并促使动物在当天稍晚出现额外睡眠；在打盹后，断裂数量回到基线水平，水母也恢复正常的日间节律。

此外，研究人员向水箱水体中加入褪黑素后，两种动物会在其通常最活跃的时段（水母为白天、海葵为夜晚）出现打盹，但其正常休息时间并未改变。研究称，这一结果之所以引人关注，是因为褪黑素的催眠作用通常被认为与具有中央大脑并对光照节律作出响应的脊椎动物共同进化；在无脑动物中观察到相关作用，提示这一过程可能发生得更早。

研究团队据此提出，清醒状态会逐渐使神经细胞中的DNA承受压力，而睡眠提供了感官输入减少的窗口，使修复DNA的酶能够更不受干扰地工作。研究同时提到，果蝇与老鼠实验曾将慢性失眠与神经退行性变联系起来，失眠也与活性氧分子积累有关，这些分子可破坏DNA、蛋白质和细胞膜。

研究认为，这些发现可能将睡眠的起源推回到6亿多年前，早于腔肠动物（如水母、海葵、珊瑚）与通向蠕虫、昆虫和脊椎动物的谱系在约6亿至7亿年前的分化，并支持睡眠可能源于细胞自我防御机制的观点。

研究人员同时指出，该研究在实验室追踪了两种物种，并在佛罗里达泻湖对其中一种进行了野外观察；但腔肠动物生活在多样的光照与温度条件下。若要推广结论，仍需在不同环境（如寒冷、深水或浑浊水域）中验证类似动物在睡眠期间是否同样发生DNA修复。

研究称，这些结果并未终结关于睡眠功能的争论，因为睡眠可能带来多重益处；随着神经系统复杂度增加，记忆巩固等功能可能叠加在更古老的生理维护机制之上。不过，研究认为，新证据强化了“睡眠核心目的之一是保护DNA”的观点。

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