Smacznie śpią nie tylko ludzie, ale wszystkie ssaki i pozostałe kręgowce. Zachowanie podobne do snu zaobserwowano także u bezkręgowców. Skoro sen jest obecny nawet u tak odległych gatunków jak koty i robaki obłe, to powstaje pytanie, czy pojawił się niezależnie, kilka razy w trakcie ewolucji u wszystkich tych grup zwierząt, czy też wszystkie śpiochy miały wspólnego przodka, po którym odziedziczyły tę cechę? Badania na muszce owocowej i nicieniu Caenorhabdities elegans (ulubionym robaku naukowców) dowodzą, że mechanizmy kontrolujące sen – np. geny regulujące rytm okołodobowy – są wspólne, co wzmacnia hipotezę o wspólnym przodku, który żył przed 600 mln lat.

Ale żeby odpowiedzieć na pytanie o funkcję snu, czasem łatwiej sprawdzić, co się stanie, gdy organizm zostanie go pozbawiony. Okazuje się, że szczur umiera po 10 dniach bezsenności. Choć je znacznie więcej niż normalnie, bardzo traci na wadze. Nie wiadomo dokładnie, co jest bezpośrednią przyczyną śmierci, ale następuje ona szybciej, niż gdyby szczura pozbawić pożywienia, a pozwolić mu spać do woli. Podobnie jest z człowiekiem. Ludzie cierpiący na rzadką genetyczną chorobę mózgu zwaną śmiertelną bezsennością rodzinną (fatal familial insomnia) umierają po kilku miesiącach.

Odkąd Nathaniel Kleitman i jego student Eugene Aserinsky z University of Chicago w 1953 roku odkryli, że sen składa się z występujących naprzemiennie okresów spokojnych i okresów gwałtownego poruszania gałkami ocznymi (to tzw. fazy non-REM i REM), wiemy, że nie jest to tylko odpoczynek dla mózgu. Gdy śpimy, coś się dzieje – coś, bez czego organizm umiera. Próbując wpaść na jakiś trop, naukowcy porównywali długość snu u gatunków blisko spokrewnionych, prowadzących podobny tryb życia. Okazało się wtedy, że długość snu nie ma nic wspólnego ze stopniem genetycznego pokrewieństwa.

Odkryli jednak inną zależność. Mniejsze zwierzęta mają szybsze tempo metabolizmu i potrzebują dłuższego snu. U większych zwierząt jest odwrotnie: wolniejsze tempo metabolizmu, krótszy sen. Małe gryzonie, koty, wiewiórki przesypiają większość życia. Żyrafa, duże ssaki naczelne łącznie z człowiekiem śpią znacznie krócej. Słoń potrzebuje zaledwie 3–4 godzin snu. Jakie jest wyjaśnienie tej zagadki? Wyższe tempo metabolizmu oznacza wyższą temperaturę ciała i mózgu, więcej podziałów komórkowych, więcej wolnych rodników i więcej uszkodzeń DNA. Obniżenie tempa metabolizmu podczas snu wydaje się doskonałym momentem na naprawienie szkód. Naukowcy z University of California w Los Angeles odkryli uszkodzenia komórek mózgowych u pozbawionych snu szczurów, co może być pierwszym dowodem na „lecznicze” działanie snu, a przynajmniej fazy non-REM.

Funkcja fazy REM nadal pozostaje przedmiotem sporów naukowców. Wiadomo jednak, że to brak snu w tej fazie jest najbardziej dotkliwy i musi być „nadrobiony” na drugi dzień. Mechanizm ten nie jest zresztą specjalnością wyłącznie zwierząt „wyższych”. Nawet mały robak potrzebuje drzemki, by prawidłowo funkcjonować. A gdy mu się ją uniemożliwi, musi później odespać.

Wyjątkiem są natomiast ssaki morskie, które mają bardzo krótkie fazy REM. Foki, które na lądzie śpią jak Pan Bóg przykazał, w wodzie usypiają tylko jedną półkulę mózgu wraz z przeciwległą częścią ciała. Wszystkie dorosłe walenie we śnie nadal poruszają się, a noworodki delfinów wcale nie śpią i non stop pływają, nie wyrównując tego deficytu w dalszym dorosłym życiu. Może my też kiedyś nauczymy się takiej sztuczki...