Jak víte, jsem posedlý mocninnými zákony v biologii, což je biologický důsledek základních principů, jako je zachování energie z prvního termodynamického zákona. Geoffrey West ukázal, jak vysoce optimalizované biologické sítě – například krevní cévy nebo dýchací systémy – vedou k alometrickému škálování. Konkrétně produkce energie na jednotku tělesné hmotnosti (hmotnostně specifická rychlost metabolismu) se škáluje jako tělesná hmotnost (M) na mocninu -0,25. To je součástí toho, co je známé jako Kleiberův zákon (nebo jak jsme jej nazvali v našem výzkumu, Kleiberův-Westův zákon), kde se bazální metabolismus celého těla škáluje jako M^{0,75}. To je důvod, proč sloni spalují energii na gram efektivněji než myši, ale myši žijí rychle a umírají mladé. Zajímavé je, že stejné škálování se objevuje v něčem tak každodenním, jako je spánek. U savců se denní délka spánku řídí podobným mocninným zákonem: snižuje se s velikostí těla zhruba M^{-0,25}. Menší zvířata, jako jsou rejsci, mohou podřimovat 15+ hodin denně, zatímco obři jako velryby si vystačí jen s několika. To je vodítko, že spánek je hluboce spojen s metabolismem. Nervový systém je žrout energie, spotřebovává až 20 % kyslíku v našem těle, přestože tvoří pouze 2 % naší hmoty. U menších tvorů tyto fraktálové distribuční sítě dodávají více kyslíku na buňku, což umožňuje jejich mozkům běžet "tepleji" s vyšší rychlostí střelby a vyššími energetickými nároky. Tento zrychlený metabolismus však vyčerpává zdroje rychleji a vytváří energetické deficity, které spánek pravděpodobně vyvinul k nápravě. Drobní savci v podstatě rychleji spalují své nervové palivo a potřebují více prostojů k doplnění. Z tohoto pohledu není spánek jen odpočinek – je to prastará náprava energetických kompromisů vynucených Kleiber-Westovým škálováním, které zajišťuje, že tvorové s vysokým metabolismem nesmaží své obvody. Jistě, spánek dnes dělá fantastické věci. U lidí a dalších savců upevňuje vzpomínky prořezáváním nepotřebných synapsí během REM fází a odstraňuje mozkové toxiny prostřednictvím glymfatického systému, který se během non-REM spánku zvyšuje a vyplavuje odpad, jako je beta-amyloid. Vztah spánku a metabolismu může mít důkazy z evoluční historie. Vznik anaerobního metabolismu by mohl být spojen s Velkou událostí okysličení, před 2B lety. Další oxidační událost (Neoproterozoic Oxygenation Event, 750 milionů let) připravila půdu pro kambrickou explozi, která vedla ke vzniku nervových systémů napříč druhy. A od té doby jsme nikdy neměli dost kyslíku. Odkaz na skvělý článek v Nature od @RafSarnataro et al, a některé praktické důsledky této studie jsou v dalším komentáři. Jako obvykle, dejte like a znovu zveřejněte - je to skvělá věda (děkuji @Alexey_Kadet za upozornění) 1/2