Seperti yang Anda ketahui, saya terobsesi dengan hukum daya dalam biologi, yang merupakan konsekuensi biologis dari prinsip-prinsip dasar, seperti konservasi energi dari hukum pertama termodinamika. Geoffrey West menunjukkan bagaimana jaringan biologis yang sangat dioptimalkan—pikirkan pembuluh darah atau sistem pernapasan—mengarah pada penskalaan alometrik. Secara khusus, produksi energi per satuan massa tubuh (laju metabolisme spesifik massa) berskala sebagai massa tubuh (M) dengan pangkat -0,25. Ini adalah bagian dari apa yang dikenal sebagai hukum Kleiber (atau seperti yang kami juluki dalam penelitian kami, hukum Kleiber-West), di mana laju metabolisme basal seluruh tubuh berskala sebagai M^{0.75}. Itulah sebabnya gajah membakar energi per gram lebih efisien daripada tikus, tetapi tikus hidup cepat dan mati muda. Yang menarik, adalah bahwa penskalaan yang sama ini muncul dalam sesuatu yang sehari-hari seperti tidur. Di seluruh mamalia, durasi tidur harian mengikuti hukum daya yang sama: menurun dengan ukuran tubuh kira-kira M^{-0.25}. Hewan yang lebih kecil seperti tikus mungkin tidur 15+ jam sehari, sementara raksasa seperti paus bertahan hanya dengan beberapa. Ini adalah petunjuk bahwa tidur sangat terkait dengan metabolisme. Sistem saraf adalah babi energi, melahap hingga 20% oksigen tubuh kita meskipun hanya membentuk 2% dari massa kita. Pada makhluk yang lebih kecil, jaringan distribusi seperti fraktal tersebut memberikan lebih banyak oksigen per sel, membiarkan otak mereka berjalan "lebih panas" dengan kecepatan penembakan yang lebih cepat dan permintaan energi yang lebih tinggi. Tetapi metabolisme yang meningkat ini menghabiskan sumber daya lebih cepat, menciptakan defisit energi yang kemungkinan besar berevolusi untuk diperbaiki oleh tidur. Pada dasarnya, mamalia yang lebih kecil membakar bahan bakar saraf mereka lebih cepat dan membutuhkan lebih banyak waktu henti untuk mengisi ulang. Dalam pandangan ini, tidur bukan hanya istirahat — ini adalah perbaikan kuno untuk pertukaran energi yang diberlakukan oleh penskalaan Kleiber-West, memastikan bahwa makhluk dengan metabolisme tinggi tidak menggoreng sirkuit mereka. Tentu, tidur melakukan hal-hal mewah hari ini. Pada manusia dan mamalia lainnya, ia mengkonsolidasikan ingatan dengan memangkas sinapsis yang tidak perlu selama fase REM dan membersihkan racun otak melalui sistem glifatik, yang meningkat selama tidur non-REM untuk membuang limbah seperti beta-amiloid. Hubungan tidur dan metabolisme mungkin memiliki bukti dari sejarah evolusi. Munculnya metabolisme anaerobik dapat dikaitkan dengan peristiwa oksigenasi besar, 2B tahun yang lalu. Peristiwa oksidasi berikutnya (Peristiwa Oksigenasi Neoproterozoikum, 750M tahun yang lalu) mengatur panggung untuk ledakan Kambrium yang mengarah pada munculnya sistem saraf di seluruh spesies. Dan kami tidak pernah memiliki cukup oksigen sejak saat itu. Tautan ke makalah Nature yang hebat oleh @RafSarnataro et al, dan beberapa implikasi praktis dari penelitian itu ada di komentar berikutnya. Seperti biasa, silakan suka dan posting ulang - ini adalah sains yang keren (terima kasih @Alexey_Kadet telah mengangkat ini) 1/2