pattedyr har stor mangfoldighed i søvnfænomener. Generelt gennemgår de perioder med skiftevis ikke-REM-og REM-søvn, men disse manifesterer sig forskelligt. Heste og andre planteædende hovdyr kan sove mens de står, men skal nødvendigvis ligge ned for REM-søvn (hvilket forårsager muskuløs atony) i korte perioder. Giraffer behøver for eksempel kun at lægge sig ned for REM-søvn i et par minutter ad gangen. Flagermus sover, mens de hænger på hovedet. Mandlige bæltedyr får erektioner under ikke-REM-søvn, og det omvendte er sandt hos rotter. Tidlige pattedyr engageret i polyfasisk søvn, der deler søvn i flere anfald om dagen. Højere daglige søvnkvoter og kortere søvncyklusser hos polyfasiske arter sammenlignet med monofasiske arter antyder, at polyfasisk søvn kan være et mindre effektivt middel til at opnå søvnens fordele. Små arter med højere BMR kan derfor have mindre effektive søvnmønstre. Det følger heraf, at udviklingen af monofasisk søvn hidtil kan være en ukendt fordel ved at udvikle større pattedyrs kropsstørrelser og derfor lavere BMR.
søvn menes undertiden at hjælpe med at spare energi, selvom denne teori ikke er fuldt tilstrækkelig, da den kun reducerer stofskiftet med omkring 5-10%. Derudover observeres det, at pattedyr kræver søvn, selv under den hypometaboliske dvaletilstand, under hvilke omstændigheder det faktisk er et nettotab af energi, når dyret vender tilbage fra hypotermi til eutermi for at sove.
natlige dyr har højere kropstemperaturer, større aktivitet, stigende serotonin og faldende kortisol i løbet af natten—det omvendte af daglige dyr. Natlige og daglige dyr har begge øget elektrisk aktivitet i den suprachiasmatiske kerne og tilsvarende sekretion af melatonin fra pinealkirtlen om natten. Natlige pattedyr, som har tendens til at holde sig vågen om natten, har højere melatonin om natten ligesom daglige pattedyr gør. Og selvom fjernelse af pinealkirtlen hos mange dyr afskaffer melatoninrytmer, stopper den ikke cirkadiske rytmer helt—selvom det kan ændre dem og svække deres lydhørhed over for lette signaler. Cortisolniveauer i daglige dyr stiger typisk hele natten, topper i opvågningstimerne og falder i løbet af dagen. Hos daglige dyr øges søvnigheden i løbet af natten.
Varighedredit
forskellige pattedyr sover forskellige mængder. Nogle, såsom flagermus, sover 18-20 timer om dagen, mens andre, inklusive giraffer, kun sover 3-4 timer om dagen. Der kan være store forskelle selv mellem nært beslægtede arter. Der kan også være forskelle mellem laboratorie-og feltundersøgelser: for eksempel rapporterede forskere i 1983, at fangede dovendyr sov næsten 16 timer om dagen, men i 2008, da der blev udviklet miniature neurofysiologiske optagere, der kunne anbringes på vilde dyr, blev dovendyr i naturen fundet at sove kun 9,6 timer om dagen.
som med fugle er hovedreglen for pattedyr (med visse undtagelser, se nedenfor), at de har to i det væsentlige forskellige søvnstadier: REM og NREM søvn (se ovenfor). Pattedyrs fodringsvaner er forbundet med deres søvnlængde. Det daglige behov for søvn er højest i kødædende dyr, lavere i altædende dyr og lavest i planteædere. Mennesker sover mindre end mange andre altædende dyr, men ellers ikke usædvanligt meget eller usædvanligt lidt i sammenligning med andre pattedyr.
mange planteædere, som Ruminantia (såsom kvæg), bruger meget af deres vågne tid i en tilstand af døsighed, hvilket måske delvis kunne forklare deres relativt lave søvnbehov. I planteædere er en omvendt korrelation tydelig mellem kropsmasse og søvnlængde; store pattedyr sover mindre end mindre. Denne sammenhæng menes at forklare omkring 25% af forskellen i søvnmængde mellem forskellige pattedyr. Længden af en bestemt søvncyklus er også forbundet med dyrets størrelse; i gennemsnit vil større dyr have søvncyklusser med længere varighed end mindre dyr. Søvnmængde er også koblet til faktorer som basal metabolisme, hjernemasse og relativ hjernemasse. Varigheden af søvn blandt arter er også direkte relateret til basal metabolisk hastighed (BMR). Rotter, der har en høj BMR, sover i op til 14 timer om dagen, mens elefanter og giraffer, der har lavere BMR ‘ er, sover kun 2-4 timer om dagen.
det er blevet foreslået, at pattedyrarter, der investerer i længere søvntider, investerer i immunsystemet, da arter med de længere søvntider har højere antal hvide blodlegemer. Pattedyr født med veludviklede reguleringssystemer, såsom hest og Giraf, har tendens til at have mindre REM-søvn end de arter, der er mindre udviklede ved fødslen, såsom katte og rotter. Dette ser ud til at gentage det større behov for REM-søvn blandt nyfødte end blandt voksne i de fleste pattedyrarter. Mange pattedyr sover i en stor del af hver 24-timers periode, når de er meget unge. Giraffen sover kun 2 timer om dagen i cirka 5-15 minutters sessioner. Koalas er de længste sovende pattedyr, omkring 20-22 timer om dagen. Spækhuggere og nogle andre delfiner sover dog ikke i den første måned af livet. I stedet hviler unge delfiner og hvaler ofte ved at trykke deres krop ved siden af deres mors, mens hun svømmer. Mens moderen svømmer, holder hun sit afkom flydende for at forhindre dem i at drukne. Dette gør det muligt for unge delfiner og hvaler at hvile, hvilket vil hjælpe med at holde deres immunsystem sundt; til gengæld beskytter dem mod sygdomme. I denne periode ofrer mødre ofte søvn for at beskytte deres unge mod rovdyr. I modsætning til andre pattedyr er voksne delfiner og hvaler imidlertid i stand til at gå uden søvn i en måned.
sammenlignende gennemsnitlige søvnperioder for forskellige pattedyr (i fangenskab) over 24 timer
- heste – 2 timer
- elefanter – 3+ timer
- køer – 4,0 timer
- giraffer – 4,5 timer
- mennesker – 8,0 timer
- kaniner – 8.4 timer
- chimpanser – 9,7 timer
- røde ræve – 9,8 timer
- hunde – 10,1 timer
- husmus – 12,5 timer
- katte – 12,5 timer
- løver – 13,5 timer
- Platypuses – 14 timer
- jordegern – 15 timer
- kæmpe armadillos – 18,1 timer
- små brune flagermus – 19,9 timer
årsager til de store variationer inkluderer det faktum, at pattedyr “den lur i Skjul, som flagermus eller gnavere har tendens til at have længere, dybere udsættelse end dem, der er i konstant alarm.”Løver, der har ringe frygt for rovdyr, har også relativt lange søvnperioder, mens elefanter skal spise det meste af tiden for at støtte deres enorme kroppe. Små brune flagermus bevarer deres energi bortset fra de få timer hver nat, når deres insektbytte er tilgængelige, og platypuses spiser en krebsdyrdiæt med høj energi og behøver derfor sandsynligvis ikke bruge så meget tid vågen som mange andre pattedyr.
RodentsEdit
en undersøgelse udført af Datta understøtter indirekte ideen om, at hukommelse drager fordel af søvn. En kasse blev konstrueret, hvor en enkelt rotte kunne bevæge sig frit fra den ene ende til den anden. Bunden af kassen var lavet af en stålrist. Et lys ville skinne i kassen ledsaget af en lyd. Efter en fem sekunders forsinkelse ville der blive påført et elektrisk stød. Når chokket begyndte, kunne rotten flytte til den anden ende af kassen og afslutte chokket med det samme. Rotten kunne også bruge fem sekunders forsinkelse til at flytte til den anden ende af kassen og undgå chok helt. Stødets længde oversteg aldrig fem sekunder. Dette blev gentaget 30 gange for halvdelen af rotterne. Den anden halvdel, kontrolgruppen, blev placeret i samme forsøg, men rotterne blev chokeret uanset deres reaktion. Efter hver af træningssessionerne placeres rotten i et optagebur i seks timers polygrafiske optagelser. Denne proces blev gentaget i tre på hinanden følgende dage. Under posttrial søvnoptagelsessessionen tilbragte rotter 25.47% mere tid i REM-søvn efter indlæringsforsøg end efter kontrolforsøg.
en observation af Datta-undersøgelsen er, at læringsgruppen brugte 180% mere tid i SV, end kontrolgruppen gjorde under søvnoptagelsessessionen efter forsøget. Denne undersøgelse viser, at efter rumlig efterforskningsaktivitet genaktiveres mønstre af hippocampale stedceller under SV efter eksperimentet. Rotter blev kørt gennem et lineært spor ved hjælp af belønninger i begge ender. Rotterne blev derefter placeret i sporet i 30 minutter for at give dem mulighed for at justere (PRE), derefter løb de banen med belønningsbaseret træning i 30 minutter (løb), og derefter fik de lov til at hvile i 30 minutter.
i hver af disse tre perioder blev EEG-data indsamlet til information om rotternes søvnstadier. De gennemsnitlige fyringshastigheder for hippocampale pladsceller under PRÆADFÆRD SV (PRE) og tre ti minutters intervaller i POSTADFÆRD SV (POST) blev beregnet ved gennemsnit på tværs af 22 sporløbssessioner fra syv rotter. Resultaterne viste, at ti minutter efter prøvekørslen var der en stigning på 12% i den gennemsnitlige fyringshastighed for hippocampale stedceller fra præ-niveauet. Efter 20 minutter vendte den gennemsnitlige fyringshastighed hurtigt tilbage mod PRE-niveauet. Den forhøjede affyring af hippocampale stedceller under SV efter rumlig udforskning kunne forklare, hvorfor der var forhøjede niveauer af langsom bølgesøvn i Dattas undersøgelse, da det også behandlede en form for rumlig udforskning.
hos rotter forårsager søvnmangel vægttab og nedsat kropstemperatur. Rotter, der holdes vågne på ubestemt tid, udvikler hudlæsioner, hyperfagi, tab af kropsmasse, hypotermi og til sidst dødelig sepsis. Søvnmangel forhindrer også helingen af forbrændinger på rotter. Sammenlignet med en kontrolgruppe indikerede søvnberøvede rotters blodprøver et fald på 20% i antallet af hvide blodlegemer, en signifikant ændring i immunsystemet.
en undersøgelse fra 2014 viste, at berøvelse af mus af søvn øgede kræftvæksten og dæmpede immunsystemets evne til at kontrollere kræft. Forskerne fandt højere niveauer af M2 tumorassocierede makrofager og TLR4-molekyler i de søvnberøvede mus og foreslog dette som mekanismen for øget modtagelighed for musene for kræftvækst. M2-celler undertrykker immunsystemet og fremmer tumorvækst. TRL4-molekyler er signalerende molekyler i aktiveringen af immunsystemet.
MonotremesEdit
da monotremer (æglæggende pattedyr) anses for at repræsentere en af de evolutionært ældste grupper af pattedyr, har de været genstand for særlig interesse i undersøgelsen af pattedyrs søvn. Da tidlige undersøgelser af disse dyr ikke kunne finde klare beviser for REM-søvn, blev det oprindeligt antaget, at en sådan søvn ikke eksisterede i monotremer, men udviklede sig efter, at monotremerne forgrenede sig fra resten af pattedyrs evolutionære linje og blev en separat, særskilt gruppe. Imidlertid viser EEG-optagelser af hjernestammen i monotremer et fyringsmønster, der ligner de mønstre, der ses i REM-søvn hos højere pattedyr. Faktisk findes den største mængde REM-søvn, der er kendt i ethvert dyr, i platypus. REM elektrisk aktivering strækker sig slet ikke til forhjernen i platypods, hvilket tyder på, at de ikke drømmer. Den gennemsnitlige søvntid for platypus i en 24-timers periode siges at være så lang som 14 timer, selvom dette kan være på grund af deres krebsdyrsdiæt med højt kalorieindhold.
akvatiske pattedyrredit
konsekvenserne af at falde i en dyb søvn for marine pattedyrarter kan være kvælning og drukning eller blive let bytte for rovdyr. Således deltager delfiner, hvaler og pinnipeds (sæler) i unihemisfærisk søvn under svømning, hvilket gør det muligt for den ene hjernehalvdel at forblive fuldt funktionel, mens den anden sover. Halvkuglen, der sover, skifter, så begge halvkugler kan hvile fuldt ud. Ligesom landpattedyr falder pinnipeds, der sover på land, i en dyb søvn, og begge halvkugler i deres hjerne lukker ned og er i fuld dvaletilstand. Akvatiske pattedyr spædbørn har ikke REM-søvn i spædbarnet; REM-søvn øges, når de bliver ældre.
blandt andet hører sæler og hvaler til de akvatiske pattedyr. Øreløse sæler og øresæler har løst problemet med at sove i vand via to forskellige metoder. Eared sæler, som hvaler, viser unihemisfærisk søvn. Den sovende halvdel af hjernen vågner ikke, når de kommer til at trække vejret. Når den ene halvdel af en sæls hjerne viser langsom bølgesøvn, er flipperne og knurhårene på den modsatte side immobile. Mens de er i vandet, har disse sæler næsten ingen REM-søvn og kan gå en uge eller to uden den. Så snart de bevæger sig på land, skifter de til bilateral REM-søvn og NREM-søvn, der kan sammenlignes med landpattedyr, overraskende forskere med deres mangel på “genopretningssøvn” efter at have savnet så meget REM.
Øreløse sæler sover bihemisfærisk som de fleste pattedyr, under vand, hængende ved vandoverfladen eller på land. De holder vejret, mens de sover under vand, og vågner regelmæssigt op til overfladen og trækker vejret. De kan også hænge med næseborene over vandet og i den position har REM-søvn, men de har ikke REM-søvn under vandet.
REM-søvn er blevet observeret i pilothvalen, en delfinart. Hvaler ser ikke ud til at have REM-søvn, og de ser heller ikke ud til at have nogen problemer på grund af dette. En af grundene til, at REM-søvn kan være vanskelig i marine omgivelser, er det faktum, at REM-søvn forårsager muskuløs atony; det vil sige en funktionel lammelse af skeletmuskler, der kan være vanskelig at kombinere med behovet for at trække vejret regelmæssigt.bevidst vejrtrækning hvaler sover, men har ikke råd til at være bevidstløs i lang tid, fordi de kan drukne. Mens viden om søvn i vilde hvaler er begrænset, er tandede hvaler i fangenskab blevet registreret for at udvise unihemisfærisk langsombølgesøvn, hvilket betyder, at de sover med den ene side af deres hjerne ad gangen, så de kan svømme, trække vejret bevidst og undgå både rovdyr og social kontakt i deres hvileperiode.