Zamysleli ste sa niekedy nad tým, ako spia zvieratá? Napríklad, ako vtáky driemu a spia? Ako sa im to darí, veď dlhé vzdialenosti niekoľko dní či týždňov prekonávajú bez „zastávok“?
Vtáky a cicavce majú v tejto veci veľa spoločného.
Je trochu prekvapujúce, že vtáky, ktoré majú viac spoločného s plazmi, sú v otázkach spánku podobné cicavcom. V skutočnosti sú členovia triedy vtákov jediné zvieratá (okrem cicavcov), ktoré sa vyznačujú pomalými a rýchlymi fázami spánku. Napriek týmto spoločné znaky, majú niekoľko jedinečných vlastností.
Keď sa spánok vtákov študoval pomocou EEG na určenie zmien v mozgovej aktivite, zaznamenali sa špecifické zmeny, ktoré naznačujú zmenu fáz spánku. Vo fáze pomalého spánku EEG ukazuje vysoké napätie. To isté sa deje u iných zvierat, vrátane ľudí.
Počas letu môžu vtáky spať s jedným okom otvoreným
Vtáky sú zaujímavé tým, že počas pomalého spánku môžu spať s jedným okom otvoreným, no ako plazy. Ako je to možné? Môže to byť preto, že vtáky a iné migrujúce zvieratá môžu spať, zatiaľ čo jedna polovica mozgu pracuje. Tento jav sa nazýva hemisférický spánok.
Zatvorením jediného oka môže vták spať a zároveň kontrolovať stav svojho prostredia, pozri priblíženie nebezpečného predátora.
Štúdie ukazujú, že keď vtáky cítia nejaké nebezpečenstvo, snažia sa spať s jedným okom otvoreným. Mimochodom, ľudia môžu z rôznych dôvodov spať aj s otvorenými očami.
Takýto spánok, keď je aktívna jedna časť mozgu, má isté výhody. O ochrane pred predátormi sme už hovorili. Ale ďalšie aktivity sa dajú zlepšiť tým, že udržíte mozog aktívny po dlhú dobu. Tento jav napríklad umožňuje vtákom spať počas letu a nepretržite lietať mnoho dní, týždňov. A vôbec nie je potrebné pristávať na oddych.
O čom vtáky snívajú?
U mnohých zvierat je počas spánku vidieť rýchly pohyb očí a výnimkou nie sú ani vtáky. Pri pozorovaní pomocou EEG sa zistilo, že fáza REM spánku pripomína nespavosť, ako u ľudí. Okrem toho sa pozorujú príznaky, ako sú rýchle pohyby očí, svalové zášklby a zníženie teploty. Existuje však niekoľko podstatných rozdielov.
Počas typickej REM fázy sú svaly v uvoľnenom stave, čím bránia vykonaniu tých činností, o ktorých sa sníva. Ak snívate, že skáčete z okna, v skutočnosti to nechcete robiť v bezvedomí.
Poruchy tohto normálneho stavu môžu nastať v dôsledku narušenia toku REM spánku. Pozorovaním stavu vtákov pomocou EEG počas REM spánku môžete vidieť, že stupeň ich svalovej aktivity je vysoký, relaxácia alebo takzvaná svalová paralýza je zriedkavo pozorovaná. Napriek tomu je potrebné zaznamenať určité zníženie svalového tonusu. Napríklad, keď sú vtáky v REM spánku, ich hlava je mierne naklonená.
Navyše REM spánok je u vtákov často oveľa kratší ako u cicavcov. Každá epizóda je krátka, často trvá menej ako 10 sekúnd. Keď sa hodnotila celá perióda spánku vtákov, dospelo sa k záveru, že väčšinu svojho spánku trávia v pomalej fáze.
Záver
U mnohých vtákov, ale nie u všetkých, sa obdobia REM spánku ráno predĺžia, a to sa stáva aj u iných zvierat. Asi nikto nevie, čo vtáky v skutočnosti vidia vo svojich snoch, ale dalo by sa predpokladať, že všetky udalosti, ktoré sa im počas dňa prihodili, prežívajú nanovo, tak ako to býva u ľudí.
Výsledky štúdie Nielsa Rattenborga z Inštitútu Maxa Plancka a jeho kolegov z množstva ďalších inštitúcií boli publikované v časopise Nature Communications. Vedci predložili dôkazy, že počas letu môžu vtáky spať, a to buď tým, že udržia jednu polovicu mozgu aktívnu, alebo dočasne vypnú obe hemisféry mozgu. Je pozoruhodné, že sťahovavé vtáky si zachovávajú svoju navigačnú schopnosť aj počas takzvaného „REM spánku“, v ktorom telo dočasne stráca svalový tonus.
Je dobre známe, že vtáky, ako sú dážďovníky a brodivé vtáky, dokážu počas migrácie prekonať veľké vzdialenosti. Vedci preto naznačujú, že takéto vtáky by mali mať vyvinutú schopnosť vypnúť jednu polovicu mozgu na určitý čas a poskytnúť odpočinok druhej bez toho, aby riskovali pád počas letu. Delfíny majú podobný mechanizmus regulácie spánku. Umožňuje im zostať na vode bez toho, aby sa potopili, keď spia.
Doteraz však pre tento predpoklad neexistoval žiadny konkrétny vedecký dôkaz. Na potvrdenie svojej teórie Rattenborg a jeho kolegovia priamo zaznamenávali mozgovú aktivitu vtákov počas letu. Ich cieľom bolo zistiť, aký typ spánku - pomalé vlny alebo REM - je prítomný u vtákov počas dlhých letov.
Spolu s výskumníkmi z univerzity v Zürichu a Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu vyvinul Rattenborgov tím malé zariadenie, ktoré bolo pripútané na hlavu vtáka a zaznamenávalo mozgovú aktivitu, ako aj pohyb hlavy vtáka.
Ako objekty štúdia boli vybrané fregaty, ktoré hniezdia na Galapágoch. Tieto vtáky musia často stráviť niekoľko týždňov letu nad oceánom pri hľadaní koristi. Výsledkom bolo, že fregaty v rámci štúdie s malým zariadením na hlavách preleteli asi 3000 kilometrov bez toho, aby si oddýchli.
Po odstránení záznamníkov a analýze letových údajov výskumníci urobili úžasné objavy. Ukázalo sa, že vtáky boli hore iba počas denného svetla, ale po západe slnka sa prepli do režimu vznášania sa (na rozdiel od aktívneho režimu hľadania potravy) a zariadenie začalo zaznamenávať spánok s pomalými vlnami, ktorý mohol trvať až niekoľko minút. .
Kurióznym a pre vedcov úplne neočakávaným sa ukázalo, že spánok s pomalými vlnami je možné zaznamenať na jednej hemisfére (ako vedci pôvodne predpokladali), ako aj na oboch hemisférach súčasne. Vedci dospeli k záveru, že vo všeobecnosti vtáky nepotrebujú na aerodynamickú kontrolu neustálu aktivitu jednej z hemisfér mozgu. Takýto sen sa však v rámci tejto štúdie vyskytoval pomerne často, keď sa vtáky, ktoré krúžili, zdvihli nad vzdušnými prúdmi. To naznačuje, že vtáky doslova spali jedným okom, zatiaľ čo pozorovali druhým, aby nenarazili na prekážky.
Čo sa týka fázy REM spánku, treba poznamenať, že sa líši u vtákov od podobného typu spánku u cicavcov. Na rozdiel od ľudí, ktorých fázy REM spánku sú dlhé a spôsobujú úplnú stratu svalového tonusu, u vtákov táto fáza trvá len niekoľko sekúnd. Kvôli strate svalového tonusu však vtákom počas REM spánku klesá hlava, čo však neovplyvňuje samotný let.
Napriek tejto úžasnej schopnosti spať počas letu bolo celkové trvanie spánku fregát extrémne krátke. V priemere tieto vtáky spali iba 42 minút za noc. Na rozdiel od toho tieto isté vtáky zvyčajne spia 12 hodín denne, keď sú na súši. Takýto výrazný kontrast v správaní vtákov zostáva pre vedcov záhadou.
O niektorých vtákoch je známe, že dokážu robiť neuveriteľne dlhé lety, čo až doteraz zostávalo pre vedcov záhadou. Niektorí vedci navrhli, že sťahovavé vtáky sú nejakým spôsobom schopné spať počas letu. Nový experiment medzinárodného tímu vedcov potvrdil túto teóriu tým, že dokázal, že vtáky si skutočne môžu zdriemnuť, zatiaľ čo pokračujú v lietaní vznášaním sa na stúpavých prúdoch.
Na fregaty boli umiestnené sledovacie zariadenia.
Výsledky štúdie Nielsa Rattenborga z Inštitútu Maxa Plancka a jeho kolegov z množstva ďalších inštitúcií boli publikované v časopise Nature Communications. Vedci predložili dôkazy, že počas letu môžu vtáky spať, a to buď tým, že udržia jednu polovicu mozgu aktívnu, alebo dočasne vypnú obe hemisféry mozgu. Je pozoruhodné, že sťahovavé vtáky si zachovávajú svoju navigačnú schopnosť aj počas takzvaného „REM spánku“, v ktorom telo dočasne stráca svalový tonus.
Je dobre známe, že vtáky, ako sú dážďovníky a brodivé vtáky, dokážu počas migrácie prekonať veľké vzdialenosti. Vedci preto naznačujú, že takéto vtáky by mali mať vyvinutú schopnosť vypnúť jednu polovicu mozgu na určitý čas a poskytnúť odpočinok druhej bez toho, aby riskovali pád počas letu. Delfíny majú podobný mechanizmus regulácie spánku. Umožňuje im zostať na vode bez toho, aby sa potopili, keď spia.
Doteraz však pre tento predpoklad neexistoval žiadny konkrétny vedecký dôkaz. Na potvrdenie svojej teórie Rattenborg a jeho kolegovia priamo zaznamenávali mozgovú aktivitu vtákov počas letu. Ich cieľom bolo zistiť, aký typ spánku - pomalé vlny alebo REM - je prítomný u vtákov počas dlhých letov.
Spolu s výskumníkmi z univerzity v Zürichu a Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu vyvinul Rattenborgov tím malé zariadenie, ktoré bolo pripútané na hlavu vtáka a zaznamenávalo mozgovú aktivitu, ako aj pohyb hlavy vtáka.
Ako objekty štúdia boli vybrané fregaty, ktoré hniezdia na Galapágoch. Tieto vtáky musia často stráviť niekoľko týždňov letu nad oceánom pri hľadaní koristi. Výsledkom bolo, že fregaty v rámci štúdie s malým zariadením na hlavách preleteli asi 3000 kilometrov bez toho, aby si oddýchli.
Po odstránení záznamníkov a analýze letových údajov výskumníci urobili úžasné objavy. Ukázalo sa, že vtáky boli hore iba počas denného svetla, ale po západe slnka sa prepli do režimu vznášania sa (na rozdiel od aktívneho režimu hľadania potravy) a zariadenie začalo zaznamenávať spánok s pomalými vlnami, ktorý mohol trvať až niekoľko minút. .
Kurióznym a pre vedcov úplne neočakávaným sa ukázalo, že spánok s pomalými vlnami je možné zaznamenať na jednej hemisfére (ako vedci pôvodne predpokladali), ako aj na oboch hemisférach súčasne. Vedci dospeli k záveru, že vo všeobecnosti vtáky nepotrebujú na aerodynamickú kontrolu neustálu aktivitu jednej z hemisfér mozgu. Takýto sen sa však v rámci tejto štúdie vyskytoval pomerne často, keď sa vtáky, ktoré krúžili, zdvihli nad vzdušnými prúdmi. To naznačuje, že vtáky doslova spali jedným okom, zatiaľ čo pozorovali druhým, aby nenarazili na prekážky.
Čo sa týka fázy REM spánku, treba poznamenať, že sa líši u vtákov od podobného typu spánku u cicavcov. Na rozdiel od ľudí, ktorých fázy REM spánku sú dlhé a spôsobujú úplnú stratu svalového tonusu, u vtákov táto fáza trvá len niekoľko sekúnd. Kvôli strate svalového tonusu však vtákom počas REM spánku klesá hlava, čo však neovplyvňuje samotný let.
Napriek tejto úžasnej schopnosti spať počas letu bolo celkové trvanie spánku fregát extrémne krátke. V priemere tieto vtáky spali iba 42 minút za noc. Na rozdiel od toho tieto isté vtáky zvyčajne spia 12 hodín denne, keď sú na súši. Takýto výrazný kontrast v správaní vtákov zostáva pre vedcov záhadou.
Otázka "Spí vtáky počas letu?" Zdá sa to smiešne: vták predsa potrebuje pracovať s krídlami a zároveň sledovať, kam letíte. Aký sen! Je to ako opýtať sa športovca, či môže zaspať na behu. Je samozrejmé, že vtáky si potrebujú niekde sadnúť, aby mohli spať, a často vidíme holuby, vrabce, vrany, kačice spať na stromoch, drôtoch alebo jednoducho na zemi.
Ale medzi vtákmi sú tí, ktorí robia veľmi dlhé lety a vo všeobecnosti sa cítia lepšie vo vzduchu ako na zemi. Toto je napríklad swifts. Sťahovavé druhy rorýs migrujú tisíce a tisíce kilometrov. Na zemi ich možno vidieť len vtedy, keď sa z nich vyliahnu vajíčka. Rýchle nohy sú také krátke, že nemôžu chodiť po zemi.
Pred niekoľkými rokmi výskumníci zo Švajčiarskeho ornitologického inštitútu, ktorí sa chceli dozvedieť viac o správaní týchto vtákov počas letu, pripevnili na niekoľko rojov bielobruchých špeciálne senzory, ktoré zaznamenávali všetky pohyby vtákov a zároveň boli malé a ľahké. dosť na to, aby som ich nijako nezahanbil. Ukázalo sa, že počas zimy sršne vôbec nesedia na zemi. Viac ako dvesto dní lietajú bez medzipristátia nad západnou Afrikou a je nepravdepodobné, že by celý ten čas strávili bez spánku.
Ďalší príklad dlhého letu bez medzipristátia demonštrujú veľké fregaty. Celý ich život je spojený s morom a pobrežím, no nevedia plávať a potápať sa. Ryby fregaty sú vytrhnuté z hladiny vody, sledujú vodné dravce, ktoré prenasledujú húfy rýb, a sledujú prúdy, ktoré prinášajú niečo jedlé z hlbín mora.
Toto leto vyšiel v časopise Science článok, ktorého autori tvrdili, že fregaty sú schopné stráviť dva mesiace vo vzduchu bez pristátia. Trávia málo energie: pomocou stúpajúcich prúdov vzduchu stúpajú vtáky do výšky až 4 km a odtiaľ pomaly, v priebehu niekoľkých hodín, klesajú. S najväčšou pravdepodobnosťou sa im podarí zdriemnuť si pri vznášaní sa, ale aby sme si boli istí so všetkou istotou a nie z nepriamych dôkazov, je potrebné zaznamenať signály mozgovej aktivity u lietajúceho vtáka.
Takýto zdanlivo nemožný experiment sa predsa len podarilo uskutočniť. Vedci z Ornitologického inštitútu Spoločnosti Maxa Plancka a Univerzity v Zürichu vyvinuli zariadenie, ktoré zaznamenáva elektrické rytmy mozgu fregaty, polohu jej hlavy, spôsob letu (vták plánuje alebo máva krídlami), rýchlosť. a smer pohybu. Zariadenie bolo vyrobené malé, aby ste ho mohli nasadiť na hlavu vtáka bez toho, aby ste ho rušili. Do experimentu bolo vybraných 15 dospelých samíc z Galapágskych ostrovov, ktoré práve prišli nakŕmiť kurčatá. Niekoľko dní sa vtáky kŕmili nad oceánom (vzdialenosť, ktorú celkovo prekonali za tento čas, bola asi 3 000 km) a potom sa vrátili na breh, kde ich opäť chytili a z hlavy im odstránili sledovacie zariadenie so zaznamenanými údajmi. .
Čo sú tieto údaje? Ako si pamätáme, spánok pozostáva z dvoch dlhých fáz, ktoré sa líšia nielen elektrickou aktivitou mozgu, ale aj všeobecnou fyziológiou: pomalá, ktorá sa sama rozkladá na niekoľko etáp, a rýchla, čiže REM fáza (z anglického výrazu „rýchle pohyby očí“ – rýchle pohyby očí). V REM spánku, na rozdiel od spánku s pomalými vlnami, sa oči začínajú pohybovať pod viečkami, mení sa dýchanie a srdcová frekvencia a mozgové rytmy vyzerajú, akoby bol mozog bdelý. V článku v Nature Communications, ktorý vyšiel v auguste tohto roku, sa uvádza, že fregaty počas dňa nespali, no s nástupom noci sa v ich mozgu objavili pomalé spánkové rytmy. „Uspávacie“ rytmy u vtákov vznikali z väčšej časti len v jednej hemisfére, niekedy však „zaspali“ obe hemisféry súčasne.
Jednohemisférický spánok, kedy sa striedajú hemisféry, nie je až taká vzácnosť. Takto spia niektoré vodné cicavce (tulene, delfíny, lamantíny) a niektoré vtáky. Tá časť mozgu, ktorá je bdelá, pomáha plávať, ak ide o vodného živočícha, alebo jednoducho sleduje, čo sa deje okolo. Napríklad v kŕdli vtákov majú jedinci, ktorí sú na okraji, počas spánku jedno oko otvorené, aby včas zbadali približujúceho sa predátora (je jasné, že s otvoreným okom je spojená práve bdelá hemisféra). Ľudia majú aj akýsi jednohemisférický spánok (pozri "Veda a život" č. 8, 2016, článok) - zapne sa, keď musíme spať na novom mieste. Pravda, na rozdiel od zvierat sa hemisféry ľudského mozgu nenahrádzajú „v službe“, to znamená, že bdelá hemisféra bdie až do rána.
Za oceánom sa fregaty nemusia báť predátorov, ale musia udržiavať správny smer letu. Ako špirálovito stúpajú na stúpajúcich prúdoch vzduchu, udržiavajú otvorené oko, ktoré sa pozerá v smere zákruty. Podľa toho sú tiež rozdelené zodpovednosti hemisfér: ktorá teraz spí a ktorá nie. Pomerne zriedkavo je pomalý spánok nahradený rýchlym spánkom vo fregatách, ktorý trvá len niekoľko sekúnd.
REM spánok je odlišný u cicavcov a vtákov. U zvierat trvá niekoľko minút až niekoľko desiatok minút a je sprevádzané úplným uvoľnením svalstva. U vtákov je REM spánok oveľa kratší a zároveň si nejakým spôsobom udržujú tonus v niektorých svaloch. Napríklad napriek REM spánku môžu vtáky naďalej stáť na jednej nohe. Fregaty počas REM spánku, hoci sklonili hlavy dole, nezablúdili. Celkovo však fregaty spia počas letu len málo, iba 42 minút denne, zatiaľ čo na súši strávia niekedy spánkom aj 20 hodín. Obdobia „pozemského spánku“ vo fregatách trvajú dlhšie a samotný sen sa stáva hlbším ako vo vzduchu - pravdepodobne chronický nedostatok spánku počas letu stále ovplyvňuje. Je možné, že iné vtáky, ktoré strávia niekoľko dní v lete, spia rovnakým spôsobom - trochu - a vypínajú hemisféry oddelene.
Bocian môže spať počas letu
Až pätnásť minút.
Toto nie je pre vás v lietadle
Zdriemnite si v ľahkom kresle.
Letí pod oblakmi
A pod krídlami krajiny
S farebnými lúkami
Ako vidieť na striebornom podnose.
Nemôže vypnúť kurz -
Určite vpred.
Skutočné umenie
Pokračujte v lietaní vo sne!
O. Alenkina
Ľudí vždy fascinovali viacdňové sezónne prelety vtákov. Ako sa pohybujú vo vzduchu, čo jedia, ako odpočívajú... Po mnohých rokoch výskumu mnohí úžasné fakty. Najmä ako vtáky spia. Ktoré vtáky prekvapili vedcov ešte viac?
Ako vtáky spia
Zdá sa, že všetky vtáky spia v stoji, zatiaľ čo ich hlava je skrytá pod krídlom a niekedy si zastrčia nohy. V skutočnosti takto spí väčšina vtákov. A pred večerným spánkom vtáky organizujú spoločné koncerty, spievajú repertoár, ktorému rozumejú iba oni, a potom odlietajú na miesta ubytovne.
Sú prípady, keď jeden druh vtákov priletí z celej metropoly do ubytovne na jedno miesto. A večer, robiac hluk, kričiac, idú spať s celým neopísateľne obrovským stádom. Takýto obraz je pozorovaný v Moskve, presne to robia miestne vrany, keď idú spať na Voronovo pole. Ale niektoré vtáky majú vo zvyšku svoje vlastné exotické závislosti.
Mnoho zvierat a vtákov strávi takmer tretinu svojho života v zvláštnom stave - pasívnej bdelosti s úplnou nehybnosťou - buď spia alebo nie. V tomto stave kurčatá pravidelne zostávajú.
Vlastnosti zvyšku niektorých vtákov
Navyše veľa vtákov odpočíva vo vzduchu! Schopnosť odpočinku počas letu sa pozoruje u mnohých vtákov. Swifts tak môžu relaxovať, odpočívať a kĺzať sa pozdĺž jemných prúdov teplého vzduchu.
A napríklad potulný albatros trávi takmer celý život vo vzduchu (5-6 rokov), no spí na vlnách a ich výška a sila mu nebráni v tom, aby si dal hlavu pod krídlo a zdriemol si. !
Horúčka pred letom
Keď vedci začali študovať vtáky pred lietaním, zistili, že sa vyznačujú nadmernou úzkosťou. Akoby sa trápili, ako muž, pred dlhou cestou. Sú neustále v podnikaní, takmer nikdy neodpočívajú. Počas tohto predletového času vták dokonca schudne. Ukazuje sa, že idú na let, ktorí nie sú vôbec oddýchnutí.
Klin letí - bocian spí!
Pri skúmaní správania bocianov počas letu sa dosiahli zaujímavé výsledky! Ukázalo sa, že bocian je vták spiaci na muške.Na určenie toho, čo sa deje s lietajúcim kľúčom, vedci pripevnili na hruď vtákov špeciálne citlivé senzory, ktoré zaznamenávali činnosť srdca. A dosiahli neočakávané výsledky. V určitom časovom úseku, trvajúcom 10-15 minút, srdce spomalilo svoju prácu rovnako ako počas spánku. Potom sa ukazovatele vrátili do normálu. To znamená, že počas letu bocian spí.
Za týmto účelom sa vták pohybuje vo vnútri kŕdľa a pokračuje v lete a drieme. A rytmické šušťanie krídel bratov lietajúcich v blízkosti a ich výkriky vám umožňujú nestratiť sa a nespadnúť. Počas tohto krátkeho času bocian naberie silu a opäť sa vráti do extrémnych radov a jeho miesto zaujme ďalší plch. Toto striedanie stráží sa deje neustále, čo umožňuje vtákom robiť si len veľmi krátke prestávky v lete.
Podrobné štúdium sveta zvierat umožňuje objaviť úžasnú prispôsobivosť živých organizmov podmienkam, v ktorých žijú alebo sa pravidelne zdržiavajú. Takáto dokonalosť a sebaorganizácia ešte nie sú pre človeka dostupné. Úroveň inštinktov a schopnosti prežiť u voľne žijúcich zvierat a vtákov neprestáva udivovať vedcov na celom svete a ich schopnosť navigovať vo vesmíre je stále dokonalejšia ako najmodernejší počítač či navigačné zariadenie!
Načítava...