Le but de cette review est d'offrir une vue d’ensemble des états de sommeil observés chez différentes espèces et de mettre en évidence que certains aspects du sommeil sont très probablement conservés d'un état ancestral du sommeil.

Le sommeil au travers de la phylogénie
Le sommeil est défini d'un point de vue comportemental : il s'agit d'un état d'inactivité en période de quiescence associé à une réactivité réduite à des stimuli de faible intensité et un retour à l'état normal en cas de stimuli de forte intensité. On observe également des phases de repos en période d'activité lorsque le sommeil de l'animal à été perturbé.

• Les invertébrés

Le sommeil chez les invertébrés se traduit par une immobilité, une réactivité amoindrie en période de quiescence et un état d'excitation sexuel réduit.

• Les nématodes

Le sommeil chez ces animaux est défini par un arrêt de l'alimentation, une réduction des mouvements et de la réactivité lors de la phase de léthargie à l'état larvaire.

• Les cnidaires

Bien qu'ils ne possèdent pas de système nerveux central, ces animaux possèdent une fréquence de nage ralentie et une réactivité amoindrie la nuit,ce qui est caractéristique d'une phase de sommeil.

Ainsi, ces expériences montrent que posséder un cerveau ou un système nerveux central ne sont pas des conditions nécessaires au sommeil.

Indices d'un état ancestral du sommeil
Bien que présent chez la majorité des métazoaires, il est possible que le sommeil soit apparu de manière convergente au cours de l'évolution. Cependant, la conservation des processus de régulation neurochimiques du sommeil chez les clades de Metazoa semble indiquer le contraire. Parmi ces processus on peut citer le neurotransmetteur de la dopamine empêchant le sommeil (mammifères, invertébrés et nématodes), la mélatonine qui incite le sommeil (oiseaux, poissons, cnidaires, plathelminthes...) ou encore la privation de sommeil qui entraîne un stress cellulaire chez tous les animaux.

Les auteurs affirment ainsi que les propriétés partagées de la régulation et de la fonction du sommeil chez les animaux pointe vers une origine commune et ancienne.

Le sommeil et le système nerveux
Historiquement, il a été considéré que le sommeil jouait un rôle dans la régulation et la fonction neuronale. Cependant, la mise en évidence d'état de sommeil locaux qui permettent la récupération partielle chez des organismes(oiseaux, cétacés...) a remis en cause l'hypothèse de l'action du "haut vers le bas" des neurones du cerveau au profit de celle du "bas vers le haut" de certains groupes de neurones locaux. Ainsi, ce serait l'action combinée des différents groupes de neurones locaux qui entraînerait le sommeil total chez l'animal.

Le sommeil et le métabolisme
Certaines expériences ont pu montrer que des signaux provenant de tissus non-neuronaux pouvaient influencer très fortement la régulation du sommeil chez les animaux, notamment via des processus endocriniens. Cette découverte suggère donc que la fonction ancestrale du sommeil aurait pu résidé dans des tissus non-neuronaux et servir une fonction métabolique. En effet, la quantité de sommeil est augmentée lorsque les organismes sont en phase de développement ou malades pour permettre d'accorder plus d'énergie au développement ou bien à la défense contre les agents infectieux.

Le sommeil dépend d'une compartimentation temporaire métabolique. Cela permet de séparer les réactions chimiques incompatibles, de rediriger l'énergie consacrée aux processus neuronaux à d'autres mécanismes ailleurs dans l'organisme et de les faciliter.