如你所知，我痴迷于生物学中的幂律，这是基本原理的生物学结果，比如热力学第一定律的能量守恒。杰弗里·韦斯特 （Geoffrey West） 展示了高度优化的生物网络（例如血管或呼吸系统）如何导致异速生长缩放。具体来说，每单位体重的能量产生（质量比代谢率）以体重 （M） 的 -0.25 次方表示。这是所谓的克莱伯定律（或者我们在研究中称之为克莱伯-韦斯特定律）的一部分，其中全身基础代谢率的比例为 M^{0.75}。这就是为什么大象每克燃烧能量比老鼠更有效，但老鼠活得很快，而且死得很早。 有趣的是，同样的缩放也出现在睡眠等日常事物中。在哺乳动物中，每日睡眠时间遵循类似的幂律：它随着体型的减少而减小，大约为 M^{-0.25}。像鼩鼱这样的小型动物可能每天打瞌睡 15+ 小时，而像鲸鱼这样的巨人只能靠几个小时过得去。 这是一个线索，表明睡眠与新陈代谢密切相关。神经系统是能量消耗者，尽管仅占我们质量的 20%，但它消耗了我们身体高达 20% 的氧气。在较小的生物中，这些分形状的分配网络为每个细胞提供更多的氧气，让它们的大脑以更快的放电速率和更高的能量需求运行“更热”。但这种加速的新陈代谢会更快地耗尽资源，造成能量不足，而睡眠可能会进化来解决这些不足。从本质上讲，较小的哺乳动物消耗神经燃料的速度更快，需要更多的停机时间来补充。 在这种观点中，睡眠不仅仅是休息，它是克莱伯-韦斯特缩放所施加的能量权衡的古老解决方案，确保高新陈代谢的小动物不会破坏它们的回路。当然，今天的睡眠确实很花哨。在人类和其他哺乳动物中，它通过修剪快速眼动阶段不必要的突触来巩固记忆，并通过淋巴系统清除大脑毒素，淋巴系统在非快速眼动睡眠期间增加以排出 β-淀粉样蛋白等废物。 睡眠和新陈代谢的关系可能有进化史的证据。无氧代谢的出现可能与 2B 年前的大氧合事件有关。下一次氧化事件（新元古代氧化事件，750M 年前）为寒武纪大爆发奠定了基础，导致跨物种神经系统的出现。从那以后，我们就再也没有足够的氧气。 @RafSarnataro 等人发表的一篇伟大的《自然》论文的链接，以及该研究的一些实际意义，都在下一条评论中。像往常一样，请点赞和转发 - 这是很酷的科学（感谢@Alexey_Kadet提出这个问题） 1/2