Как млекопитающие спят под водой?

Некоторые морские млекопитающие, такие как дельфины, предпочитают спать с отключенной половиной мозга, в то время как кашалоты спят в океане в вертикальном положении.

Кашалоты спят вертикально в течение коротких периодов времени. Фото: Франко Банфи — Кашалоты спят вертикально в течение коротких периодов времени. Фото: *Франко Банфи*

Если китообразные хотят спать, они не могут просто закрыть глаза и заснуть ночью, потому что им нужно всплыть на поверхность в середине полета, чтобы набрать воздуха. Кроме того, они не могут плавать и засыпать одновременно из-за риска нападения хищников и переохлаждения, сообщает Live Science .

Одно из решений — отключать поочередно одну половину мозга. Этот режим, называемый однополушарным сном, используется для отдыха китообразных, таких как дельфины, в открытом море. «Однополушарный сон очень полезен для этих животных, потому что он позволяет им поддерживать низкий уровень активности, при этом отключая одну половину мозга за раз», — говорит Патрик Миллер, биолог из Университета Сент-Эндрюс в Великобритании.

Дельфины — наиболее изученные из известных китообразных, которые спят таким образом. Сканирование мозга дельфинов, содержащихся в неволе, показывает, что пока одно полушарие находится в глубоком медленноволновом сне, другое полушарие остается бодрствующим, позволяя животному спать с одним открытым глазом. Такой режим сна распространен среди китообразных — группы млекопитающих, в которую входят дельфины, киты и морские свиньи. Многие птицы также используют однополушарный сон для отдыха во время полета.

Однако, по словам Миллера, птицы и дельфины используют полумозговой сон по разным причинам. Например, в стае птиц многие птицы, находящиеся по краям, держат глаза открытыми со стороны, противоположной группе, чтобы следить за хищниками. Дельфины поступают наоборот. Во время сна они часто держат глаза открытыми со стороны, обращенной к группе, вероятно, чтобы избежать отделения.

Не все китообразные имеют однополушарный сон. Некоторые виды используют двуполушарный сон, при котором спят оба полушария мозга, как, например, люди и большинство других млекопитающих. «Измерить активность мозга у морских животных, которых нельзя зафиксировать, таких как кашалоты, синие киты или горбатые киты, очень сложно. В этих случаях данные о поведении являются лучшими подсказками относительно их сна», — говорит Миллер.

Затем исследователи могут помечать животных, чтобы отслеживать их поведение. В исследовании Миллера 2008 года с использованием меток на кашалотах ( Physeter macrocephalus ) было показано, что они спят в открытом океане короткими периодами. Кашалоты ныряют у поверхности, замедляют движение, затем останавливаются и спят в вертикальном положении. Их вертикальное положение во время сна, вероятно, обусловлено наличием в их голове плавучего масла, называемого спермацети.

Во время сна целые стаи кашалотов держат головы над поверхностью воды. В это время животные остаются совершенно безжизненными, что указывает на то, что они находятся в состоянии глубокого сна. Однако кашалоты могут спать под водой всего 20 минут, после чего им приходится всплывать на поверхность, чтобы вдохнуть воздуха. После того, как кит закончит дышать, он снова опускается на дно, чтобы отдохнуть, и может продолжать это поведение до 3,5 часов.

Северные морские слоны ( Mirounga angustirostris ) также спят, чередуя работу обоих полушарий мозга на короткие промежутки времени. Исследование 2023 года, проведенное Джессикой Кендалл-Бар, научным сотрудником Института океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего, стало первым, в котором была измерена активность мозга у спящих морских млекопитающих. Кендалл-Бар и ее коллеги обнаружили, что тюлени ныряли на глубину около 300 метров. Там их мозговая активность замедлялась, и они впадали в фазу быстрого сна. Они переворачивались вверх ногами и медленно вращались по кругу, продолжая спать.

Из-за опасности нападения хищников морские слоны ограничивают общее время сна в море примерно двумя часами в сутки, что делает их одними из самых малоспящих млекопитающих.

Ан Кханг (по данным Live Science )

Ссылка на источник