چرت زدن زیر آب چگونه ممکن است؟

غزل زیاری: اگر یک پستاندار دریایی بخواهد بخوابد، به این سادگی نیست که چشمانش را ببندد و در خوابی شیرین بیفتد. زیرا برای نفس کشیدن باید به سطح آب بیایند. در عین حال باید در نظر گرفت که این حیوانات نمی توانند روی سطح آب شناور شوند و چرت بزنند. زیرا خطراتی مانند شکارچیان و از دست دادن حرارت بدن آنها را تهدید خواهد کرد. پس چگونه پستانداران دریایی بدون اینکه خود را در معرض خطر قرار دهند می خوابند؟

خواب تک نیمکره ای

یک راه حل این است که آنها در هر لحظه نیمی از مغز خود را خاموش کنند. این نوع خواب خواب تک نیمکره نامیده می شود و یکی از راه هایی است که پستانداران دریایی مانند دلفین ها می توانند در آب های آزاد کمی استراحت کنند.

پاتریک میلر، زیست شناس در دانشگاه سنت اندروز، توضیح داد: خواب تک نیمکره برای این حیوانات واقعا ارزشمند است. زیرا به آنها اجازه می دهد تا زمانی که نیمی از مغزشان خواب است، فعالیت خود را در سطح پایین نگه دارند.

دلفین ها بهترین پستانداران دریایی هستند که می توانند به این سبک بخوابند. اسکن مغز دلفین های اسیر نشان می دهد که وقتی یک نیمکره مغز آنها در خواب عمیق و آرام است، نیمکره دیگر هوشیار است، بنابراین آنها به معنای واقعی کلمه با یک چشم باز می خوابند. این شیوه خواب در سیتاسیان (گروهی از پستانداران که شامل دلفین ها، نهنگ ها و گرازهای دریایی) رایج است. اما این فقط برای آنها نیست بسیاری از گونه های پرندگان نیز از خواب تک نیمکره ای استفاده می کنند که به آنها اجازه می دهد هنگام پرواز چرت بزنند.

به گفته میلر، پرندگان و دلفین ها از تکنیک خواب نیمه مغزی خود برای اهداف مختلف استفاده می کنند. به عنوان مثال، در یک دسته از پرندگان، بسیاری از آنها که خارج از گروه هستند، برای محافظت از گله، چشمان خود را به سمت دیگری باز نگه می دارند تا شکارچیان احتمالی را زیر نظر داشته باشند. اما دلفین‌ها برعکس عمل می‌کنند و وقتی می‌خوابند چشم‌های رو به غلاف را باز نگه می‌دارند تا از جدایی و دوری احتمالی جلوگیری کنند.

اما بعید به نظر می رسد که همه دوزیستان توانایی خوابیدن در یک نیمکره را داشته باشند. برخی از آنها از خواب دو نیمکره ای استفاده می کنند که در آن هر دو نیمکره مغز به خواب می روند. درست مانند انسان و بسیاری از پستانداران دیگر.

میلر در این باره گفت: وی افزود: اندازه‌گیری فعالیت مغز حیوانات در دریا مانند نهنگ‌های اسپرم، نهنگ‌های آبی یا نهنگ‌های اسپرم که قادر به گرفتن آن‌ها نیستیم بسیار دشوار است و در این موارد بررسی سوابق رفتاری آنها بهترین شاخص برای مطالعه است. رفتار آنها در خواب.”

استفاده از برچسب های نظارتی

در موارد دیگر، محققان ممکن است برای نظارت بر رفتار حیوانات، برچسب هایی را روی حیوانات بگذارند. مطالعه ای در سال 2008 توسط میلر، برچسب های مکش را روی نهنگ های اسپرم قرار داد. این برچسب ها نشان می داد که این نهنگ ها در اقیانوس باز چرت کوتاه می زنند. نهنگ ها شیرجه های کم عمقی در زیر سطح آب انجام می دهند و سرعت شنای خود را تا حد توقف کاهش می دهند و با تنبلی به سطح آب می آیند. حرکت آنها به سمت بالا احتمالاً به دلیل وجود روغن شناور به نام اسپرماتکا در سر آنها است.

در حالی که آنها می خوابند، غلاف های کامل نهنگ ها درست زیر سطح اقیانوس دیده می شوند. در این مدت حیوانات به هیچ وجه پاسخ نمی دهند و این نشان می دهد که در خواب عمیق هستند. البته این حیوانات فقط می توانند بیست دقیقه زیر آب استراحت کنند و پس از آن باید به سطح آب بروند و نفس بکشند. زمانی که نهنگ نفس می کشد، برای استراحت به آب باز می گردد و می تواند این رفتار را تا 3.5 ساعت ادامه دهد.

فوک های فیل شمالی نیز با هر دو نیمکره مغز می خوابند و به همان اندازه کوتاه می خوابند. در سال 2023، جسیکا کندال بار، محقق فوق دکترا در موسسه اقیانوس شناسی گروه اقیانوس شناسی در دانشگاه کالیفرنیا، برای اولین بار موفق شد فعالیت مغز یک پستاندار را در دریا مشاهده کند. کندال بار و همکارانش دریافتند که فوک‌ها تا عمق 300 متری شیرجه می‌زنند، در این مرحله مغز آنها کند می‌شود و به خواب می‌روند. حرکت سریع چشم (رویای حرکت سریع چشم) مهر و موم هنگامی که در خواب REM هستند وارونه می شوند و در ادامه خواب به آرامی دایره ای می چرخند.

کندال بار این مطالعه را در ویدئویی در یوتیوب توضیح داد و گفت: “فوک هایی که در اقیانوس می خوابند در طول خواب REM 100 درصد رو به پایین هستند، به این معنی که در طول خواب REM مانند ما انسان ها فلج می شوند.”

احتمالاً به دلیل خطر شکار شدن، فوک ها کل زمان خواب خود را در دریا به حدود دو ساعت در روز محدود می کنند. به گفته محققان، این به آنها اجازه می دهد تا با رکورد کمترین میزان خواب در بین تمام پستانداران رقابت کنند که در حال حاضر در اختیار فیل آفریقایی با 2 ساعت خواب در روز است.

آبنما: علم زنده

۵۸۵۸