Como você sabe, sou obcecado por leis de potência em biologia, que é uma consequência biológica de princípios fundamentais, como a conservação de energia da primeira lei da termodinâmica. Geoffrey West mostrou como redes biológicas altamente otimizadas - pense em vasos sanguíneos ou sistemas respiratórios - levam à escala alométrica. Especificamente, a produção de energia por unidade de massa corporal (taxa metabólica específica da massa) é dimensionada como massa corporal (M) com a potência de -0,25. Isso faz parte do que é conhecido como lei de Kleiber (ou como a apelidamos em nossa pesquisa, a lei de Kleiber-West), onde a taxa metabólica basal de corpo inteiro é dimensionada como M ^ {0,75}. É por isso que os elefantes queimam energia com mais eficiência por grama do que os camundongos, mas os ratos vivem rápido e morrem jovens. O que é interessante é que essa mesma escala aparece em algo tão cotidiano quanto o sono. Entre os mamíferos, a duração diária do sono segue uma lei de potência semelhante: diminui com o tamanho do corpo em aproximadamente M ^ {-0,25}. Animais menores, como musaranhos, podem cochilar 15+ horas por dia, enquanto gigantes como baleias sobrevivem com apenas alguns. Esta é uma pista de que o sono está profundamente ligado ao metabolismo. Os sistemas nervosos consomem energia, consumindo até 20% do oxigênio do nosso corpo, apesar de representarem apenas 2% da nossa massa. Em criaturas menores, essas redes de distribuição semelhantes a fractais fornecem mais oxigênio por célula, permitindo que seus cérebros funcionem "mais quentes" com taxas de disparo mais rápidas e demandas de energia mais altas. Mas esse metabolismo acelerado esgota os recursos mais rapidamente, criando déficits de energia que o sono provavelmente evoluiu para corrigir. Essencialmente, os mamíferos menores queimam seu combustível neural mais rapidamente e precisam de mais tempo de inatividade para se reabastecer. Nessa visão, o sono não é apenas descanso - é uma solução antiga para as compensações de energia impostas pela escala de Kleiber-West, garantindo que criaturas de alto metabolismo não fritem seus circuitos. Claro, o sono faz coisas extravagantes hoje. Em humanos e outros mamíferos, ele consolida memórias podando sinapses desnecessárias durante as fases REM e elimina as toxinas cerebrais através do sistema glinfático, que aumenta durante o sono não REM para eliminar resíduos como beta-amilóide. A relação entre sono e metabolismo pode ter evidências da história evolutiva. O surgimento do metabolismo anaeróbico pode estar ligado ao Grande evento de oxigenação, 2 bilhões de anos atrás. O próximo evento de oxidação (Evento de Oxigenação Neoproterozóica, 750 milhões de anos atrás) preparou o terreno para a explosão cambriana, levando ao surgimento de sistemas neurais entre as espécies. E nunca tivemos oxigênio suficiente desde então. O link para um ótimo artigo da Nature de @RafSarnataro et al, e algumas implicações práticas desse estudo estão no próximo comentário. Como de costume, por favor, curta e reposte - isso é ciência legal (obrigado @Alexey_Kadet por trazer isso à tona) 1/2