所有动物都以某种形式睡觉，尽管只有一种动物发明了闹钟。这种形式的范围从短暂的小睡到昏昏欲睡的 20 小时蝙蝠小睡，有时涉及大部分大脑，有时只涉及部分大脑（一些鸟类可以在翅膀上睡觉），有时根本没有大脑（水母的无脑神经系统表现出类似睡眠的行为减少）。令人惊讶的是，考虑到达尔文式的野外生存竞争的激烈程度，目前还没有任何动物进化出能够消除这种日常极度脆弱的时期——二年级医学生可以让我哭成一条河。
“睡眠可能恢复的生理缺陷更加模糊，深埋在每个单独的细胞内”
在整个动物王国中，睡眠显然是不可避免的，这表明这个过程是作为一个复杂的多细胞有机体的生理要求，而不是为了保存能量或巩固记忆而进行的适应，尽管睡眠当然也会起到这些作用。其他生理上必要的活动，如饮食和呼吸，都有明显的赤字因素——你吃东西是为了恢复低能量水平；你呼吸以获得氧气。睡眠可能恢复的生理缺陷更加模糊，深埋在每个细胞的深处——那些臭名昭著的发电站——线粒体。
线粒体比大多数中学课程所敢说的更有趣。在他们的时代，微小的能量产生球是自由生活的细菌，然后被更大的单细胞生物体消耗，这为线粒体提供了安全性，以换取高效的能量产生。这一能源突破推动了多细胞生命的进化，最终导致不受欢迎的教科书将其冒充为“细胞的动力源”。
然而，能源产量的增加是有代价的。当产生能量货币分子 ATP 时，线粒体在分子之间转移电子。有时，这些电子会过早泄漏，与周围的氧气发生反应，形成危险的活性氧 (ROS)。如果细胞是一个小小的中国商店，那么这些 ROS 甚至是更小的公牛，会破坏 DNA 和蛋白质，有时甚至导致细胞死亡。
“这些细胞内的动力源既促进了睡眠的进化，又（通过多细胞性）促进了闹钟的进化”
Gero Miesenböck 和他的同事通过对果蝇的转录组研究发现了产生能量/活性氧的线粒体与睡眠之间的联系。基因产生分子来执行它们的命令；转录组记录在给定时间细胞中有多少这些分子，以及它们对应的基因——有效地测量不同基因随时间的活动。米森博克的团队剥夺了一些果蝇的睡眠，同时让其他果蝇得到了充分的休息。来自睡眠不足的果蝇的转录组数据显示，具有线粒体和 ATP 生成作用的基因具有高活性，而在夜间睡眠良好的果蝇中则没有这种模式。此外，这种活动特别存在于与睡眠控制、编码睡眠和觉醒有关的神经元中。
因此，具有线粒体作用的基因会因睡眠不足而上调。观察线粒体直接显示出增强的更新和修复行为，以及更多的分裂（这很好）。这些变化可以通过让果蝇进行一些恢复性睡眠来逆转，这表明它们最初的出现是为了弥补失去的睡眠。现在，还记得那些由漏电子产生的公牛般的活性氧吗？通过向线粒体供给额外的电子来产生更多的泄漏，从而促进果蝇睡眠。从这些数据来看，睡眠似乎是管理线粒体代谢的一种行为反应，由于产生 ATP 和 ROS 之间的永恒权衡，在每个细胞的基本水平上发生，因此睡眠始终是必要的。
就像通过呼吸来恢复氧气一样，睡眠对于生命来说似乎是不可避免的。就像呼吸和饮食一样，睡眠也在整个有机体的层面上发挥着作用。但与其他功能不同的是，它是由单个细胞的个体线粒体代谢决定的。线粒体需求是多细胞动物生命的一个恒定因素——这是由线粒体实现的。这些细胞内动力源既促进了睡眠的进化，又通过多细胞性促进了闹钟的进化——线粒体真正体现了人类的二元性和创造力。
