Hoe slapen zoogdieren onder water?

Sommige zeezoogdieren, zoals dolfijnen, kiezen ervoor om te slapen met de helft van hun hersenen uitgeschakeld, terwijl potwalvissen rechtop in de oceaan slapen.

Potvissen slapen korte tijd rechtop. Foto: Franco Banfi — Potvissen slapen korte tijd rechtop. Foto: *Franco Banfi*

Walvissen en dolfijnen kunnen niet zomaar hun ogen sluiten en in slaap vallen als ze willen slapen, want ze moeten tijdens hun vlucht naar de oppervlakte komen om lucht te happen. Ze kunnen ook niet drijven en in slaap vallen vanwege het risico op roofdieren en onderkoeling, aldus Live Science .

Een mogelijke oplossing is om telkens één hersenhelft uit te schakelen. Dit wordt unihemisferische slaap genoemd en is hoe walvisachtigen zoals dolfijnen rusten in de open zee. "Unihemisferische slaap is erg nuttig voor deze dieren, omdat het hen in staat stelt een laag activiteitsniveau te behouden terwijl ze toch met één hersenhelft slapen", zegt Patrick Miller, bioloog aan de Universiteit van St Andrews in het Verenigd Koninkrijk.

Dolfijnen zijn de meest bestudeerde walvisachtigen waarvan bekend is dat ze op deze manier slapen. Hersenscans van dolfijnen in gevangenschap laten zien dat terwijl de ene hersenhelft in diepe, langzame slaap verkeert, de andere hersenhelft wakker blijft, waardoor het dier met één oog open kan slapen. Dit slaappatroon komt veel voor bij walvisachtigen, de groep zoogdieren waartoe dolfijnen, walvissen en bruinvissen behoren. Veel vogels gebruiken ook eenzijdige slaap om te rusten tijdens het vliegen.

Maar volgens Miller gebruiken vogels en dolfijnen hemi-hersenslaap om verschillende redenen. In een zwerm vogels houden veel vogels aan de buitenkant van de zwerm bijvoorbeeld hun ogen open aan de kant die van de groep afgekeerd is, om roofdieren in de gaten te houden. Dolfijnen doen het tegenovergestelde. Tijdens hun slaap houden ze vaak hun ogen open aan de kant die naar de groep gericht is, waarschijnlijk om te voorkomen dat ze van de groep gescheiden raken.

Niet alle walvisachtigen hebben een monohemisferische slaap. Sommige soorten gebruiken een dihemisferische slaap, waarbij beide hersenhelften slapen, net als mensen en de meeste andere zoogdieren. "Het is erg moeilijk om de hersenactiviteit te meten bij zeedieren die je niet kunt vangen, zoals potwalvissen, blauwe walvissen of bultwalvissen. In die gevallen zijn gedragsgegevens de beste aanwijzingen voor hun slaapgedrag", aldus Miller.

Onderzoekers kunnen dieren vervolgens markeren om hun gedrag te volgen. Een studie uit 2008 van Miller gebruikte markeringen op potwalvissen ( Physeter macrocephalus ) om aan te tonen dat ze midden in de oceaan in korte periodes slapen. Potwalvissen duiken vlak onder het wateroppervlak, vertragen, stoppen dan en slapen rechtop. Hun rechtopstaande slaaphouding is waarschijnlijk te danken aan een drijvende olie, spermaceti genaamd, in hun kop.

Tijdens hun slaap houden hele groepen potwalvissen hun kop boven water, vlak onder het oppervlak. Gedurende deze tijd reageren de dieren nergens op, wat erop wijst dat ze in een diepe slaap verkeren. Potwalvissen kunnen echter maar 20 minuten onder water slapen voordat ze naar de oppervlakte moeten om adem te halen. Nadat de walvis is uitgeademd, zinkt hij weer naar beneden om verder te rusten en kan dit gedrag tot wel 3,5 uur volhouden.

Noordelijke zeeolifanten ( Mirounga angustirostris ) slapen ook met beide hersenhelften actief in korte, afwisselende periodes. Een studie uit 2023 van Jessica Kendall-Bar, postdoctoraal onderzoeker aan het Scripps Institution of Oceanography van de Universiteit van Californië, San Diego, was de eerste die de hersenactiviteit van slapende zeezoogdieren mat. Kendall-Bar en haar collega's ontdekten dat zeeolifanten tot een diepte van ongeveer 300 meter doken. Daar vertraagde hun hersenactiviteit en kwamen ze in een REM-slaap terecht. Ze draaiden zich ondersteboven en maakten langzame cirkelbewegingen terwijl ze verder sliepen.

Vanwege het risico van roofdieren beperken zeeolifanten hun totale slaaptijd op zee tot ongeveer twee uur per dag, waardoor ze tot de kortst slapende zoogdieren behoren.

An Khang (volgens Live Science )

Bronlink