Paus hidup sepenuhnya di air, tetapi tetap membutuhkan udara dari permukaan untuk bernapas. Kondisi tersebut memunculkan pertanyaan mengenai cara paus tidur tanpa tenggelam atau kehabisan oksigen. Para ilmuwan menemukan paus memiliki mekanisme istirahat yang berbeda dibandingkan kebanyakan mamalia darat. Mereka dapat mempertahankan fungsi penting tubuh meski sedang memasuki kondisi tidur.
Salah satu kuncinya adalah kemampuan melakukan tidur unihemisferik atau mengistirahatkan sebagian otak secara bergantian. Satu bagian otak dapat beristirahat, sementara bagian lainnya tetap aktif mengendalikan pernapasan dan lingkungan sekitar. Mekanisme tersebut memungkinkan paus tetap naik ke permukaan ketika membutuhkan udara. Pola serupa juga ditemukan pada beberapa lumba-lumba dan mamalia laut lainnya.
Namun, cara tidur tidak sama pada setiap jenis paus dan dapat berubah sesuai kondisi. Paus sperma pernah diamati beristirahat dalam posisi hampir vertikal dekat permukaan laut. Mereka tampak melayang dengan kepala mengarah ke atas selama periode istirahat singkat. Penelitian lapangan menunjukkan paus sperma hanya menggunakan sebagian kecil waktunya untuk tidur.
Anak paus menghadapi tantangan berbeda karena harus tetap dekat dengan induknya setelah dilahirkan. Penelitian terhadap paus pembunuh dan lumba-lumba menunjukkan induk bersama anaknya dapat terus bergerak setelah kelahiran. Perilaku tersebut membantu anak tetap mengikuti induk dan mencapai permukaan untuk bernapas. Pola istirahat kemudian berubah seiring perkembangan anak dan kemampuan tubuhnya semakin matang.
Kemampuan tersebut menunjukkan bagaimana evolusi menyesuaikan kebutuhan tidur dengan kehidupan di lingkungan laut. Paus tetap harus bernapas secara sadar karena sistem pernapasannya berbeda dari manusia ketika tidur. Mereka juga mampu menyimpan oksigen dalam darah dan otot untuk bertahan lebih lama ketika menyelam. Kombinasi adaptasi tersebut memungkinkan paus beristirahat tanpa kehilangan kemampuan kembali ke permukaan untuk mengambil udara.
