有哪些记录或研究表明，某些动物天然采用着多相周期的睡眠模式？

海洋哺乳动物（鲸类、海豚、海豹等）:

• 现象： 这是研究最深入的一类动物。它们需要定期浮出水面呼吸空气，但又必须持续游泳或在水面附近休息。
• 模式： 它们发展出了单侧大脑半球睡眠。一个大脑半球进入深度睡眠（慢波睡眠）时，另一个半球保持较低程度的警觉，控制呼吸、游泳和基本的警觉性。一段时间后（通常几十分钟到一两个小时），两个半球会切换角色。
• 研究记录：
  • 宽吻海豚： 早期研究（如Lilly, 1964; Mukhametov, 1984）就通过脑电图（EEG）观察到它们能够单侧睡眠。后续大量研究证实，它们在静止漂浮或低速游泳时采用这种交替的单半球睡眠模式，总睡眠时间可能比陆地哺乳动物少。
  • 海豹： 港海豹、象海豹等也被观察到在岸上或水上休息时采用单侧半球睡眠。研究表明，在岸上时它们可以双侧睡眠，但在水上则主要依赖单侧睡眠来维持呼吸和警觉（如Ridgway, 1972; Lyamin et al., 2002）。
  • 海牛： 也有证据表明它们采用类似的多相和单半球睡眠模式以适应水生生活。
• 原因： 适应水生环境，保证呼吸、防止溺水、维持体温（通过运动）和警惕捕食者。

水禽（如鸭子）：

• 现象： 某些群居的水禽，如绿头鸭，在群体休息时表现出有趣的睡眠模式。
• 模式： 处于群体边缘位置的个体（“哨兵”）会更多地采用单侧大脑半球睡眠，保持朝向潜在威胁方向的眼睛睁开且对应的大脑半球更警觉。而处于群体中心位置的个体则更可能进行双侧大脑半球睡眠（深度睡眠）。这种模式使整个群体在休息时能保持一定程度的警戒。
• 研究记录： Rattenborg等人的研究（1999, 2000）通过EEG清晰地记录到了鸭子在群体休息时大脑半球不对称活动的模式，证明了环境（群体位置）对睡眠模式的影响。
• 原因： 群体防御策略，平衡休息需求与对捕食者的警戒。

迁徙鸟类：

• 现象： 一些进行长距离、不间断迁徙的鸟类（如某些鸻鹬类、雨燕）在迁徙期间睡眠模式发生巨大改变。
• 模式： 它们会显著减少总睡眠时间，并且将睡眠分割成非常短的片段（可能只有几秒钟），或者利用微睡眠（在飞行中短暂地闭上一只眼睛或进入极短暂的睡眠状态）。有些研究推测它们也可能利用单侧睡眠。
• 研究记录： 直接测量迁徙中的鸟类睡眠非常困难。但通过活动记录仪（记录翅膀扇动、身体活动）和少量飞行中的脑电图研究（技术难度极大），表明它们在飞行中睡眠时间极少且呈碎片化（如Rattenborg et al., 2004; 对北美白冠雀的研究）。例如，对大型军舰鸟的研究发现它们能在飞行中进入短时间的单侧慢波睡眠（Rattenborg et al., 2016）。
• 原因： 应对长距离迁徙的能量需求和持续飞行的需要，牺牲睡眠以完成迁徙。

其他可能涉及多相睡眠的动物：

• 被捕食的食草动物： 如羚羊、斑马等，在野外环境下睡眠时间较短且警觉性高，睡眠可能被分割成多个短时段，以适应随时可能出现的捕食者威胁。虽然没有像海洋哺乳动物或鸭子那样明确的单半球睡眠证据，但碎片化、多相的睡眠模式很可能是生存策略的一部分。
• 新生哺乳动物： 几乎所有新生哺乳动物（包括人类婴儿）在早期都表现出高度多相的睡眠模式，睡眠-觉醒周期频繁且短。这被认为是发育过程中的普遍现象。

总结：

大量科学研究（主要使用脑电图和行为观察）证实，多种动物在自然演化过程中发展出了多相睡眠模式，尤其是单侧大脑半球睡眠。这种模式在海洋哺乳动物和某些群居水禽中最为明确和普遍，是它们适应特殊水生环境和群体生活压力（呼吸、防溺水、防捕食）的关键生存策略。迁徙鸟类则在极端生理需求（长距离飞行）下表现出高度碎片化、减少的睡眠模式。这些自然存在的例子说明了睡眠模式具有高度的可塑性，可以为了生存而改变。