Наука и технологии России

Вход Регистрация

Сплю и вижу

Зачем нужен сон? Многие учёные мира бьются над разгадкой этого феномена, но пока безуспешно. Есть несколько основных теорий. Самое очевидное объяснение – сон необходим для восстановления сил. Другая, более интересная версия – принудительная иммобилизация, или выключение активности, когда она нецелесообразна. Например, зачем во время жары слону двигаться в поисках пищи, когда он может это сделать ночью, а днём поспать. Очень популярны теории, связывающие сон и память. Наконец, есть необычные гипотезы, согласно которым сон нужен для обработки информации, поступающей от внутренних органов. Обо всём этом рассказал профессор Калифорнийского университета Олег Лямин, выступивший на биологическом факультете МГУ с лекцией «Сон и среда обитания».

слон

Справка STRF.ru:
Лямин Олег Ирикович, кандидат биологических наук, сотрудник Центра по изучению сна Калифорнийского университета (с 1998 года) и Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН (с 2008 года). Окончил биологический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова. Видеозапись лекции Олега Лямина размещена в свободном доступе.
Учёный занимается проблемой сна морских млекопитающих. Уже более 35 лет вместе с коллегами он проводит исследования на Утришской морской станции РАН, которая находится на Черноморском побережье, недалеко от Новороссийска. Сегодня есть более-менее чёткое представление об особенностях сна 10 видов китообразных и 13 полуводных (ластоногих) животных

В воде обычно не спят

Существует несколько особенностей сна в водной среде, которая, как замечает лектор, максимально враждебна для теплокровных, дышащих атмосферным воздухом. У них нет защищённых мест для сна. Животные постоянно перемещаются в воде и периодически должны всплывать к поверхности, чтобы дышать. Как следствие – вынужденное приспособление и не совсем привычное для человека поведение во время сна.

Так, дельфины спят с одним открытым глазом. Одностороннее закрытие глаза сопровождается однополушарным сном, то есть одна половина мозга у них спит, а другая бодрствует. Однополушарный сон – одно из наиболее значимых открытий в нейробиологии ХХ века, считает Лямин. Эпизод бодрствования и сна в одном полушарии сменяется таким же эпизодом в другом – происходит чередование. У пяти видов китообразных исследователи наблюдали в том или ином виде проявление этих особенностей сна. Для оставшихся неизученными 25 видов китообразных, скорее всего, характерно то же самое.

«Нам удалось установить чёткую корреляцию между тем, какой глаз открыт и какое полушарие спит, – говорит Олег Лямин. – А именно: когда левое полушарие бодрствует, то открыт правый глаз, и наоборот».

Одно из предназначений однополушарного сна – сторожевая функция. Это позволяет животным непрерывно сканировать состояние окружающей среды и следить за хищниками. Ещё одно возможное объяснение – таким образом они координируют своё положение с особями другой группы. Например, для дельфинов крайне важно всё время поддерживать связь с партнёрами. Точно такая же ситуация наблюдается у котиков и ушастых тюленей.

Существует ещё более интересная группа животных – морские котики, у которых наблюдается и однополушарный, и билатеральный сон. Они сочетают признаки сна наземных млекопитающих и дельфинов. Такие же особенности наблюдаются у ушастых тюленей, моржей и морских коров.

У настоящих тюленей и моржей сон билатеральный, из чего учёные делают вывод, что однополушарный сон – не единственно возможная форма сна в воде.

В положении лёжа

Ещё одна особенность китообразных – способность спать во время плавания. Есть некоторые виды, которые двигаются 24 часа в сутки, не останавливаясь ни на секунду. Это маленькие животные, которые весят 100–150 килограммов.

Но есть такие представители китообразных, которые во время сна абсолютно неподвижны. Это крупные животные – касатки, киты (все исследования осуществляются в неволе). Треть суток они проводят в неподвижном состоянии. Но этот сон фрагментарный, им каждый раз надо пробуждаться, чтобы всплыть к поверхности воды.

Некоторые животные предпочитают спать на дне бассейна. Например, белуха проводила 45 процентов времени суток в таком состоянии.

Морские котики предпочитают спать на боку, их голова находится над водой, один глаз на поверхности, другой – в воде, один ласт – снаружи, остальные – в воде. Им нужно постоянно балансировать, осуществлять эффективный теплообмен, чтобы, прогревшись на поверхности, потом не замёрзнуть в воде.

Многие животные способны обходиться небольшим количеством сна. Например, моржи периодически уходят в заплывы, которые по времени могут длиться до 84 часов. После возвращения на сушу они отсыпаются. В экспериментах были котики, которые не спали по 60–65 часов.

Сон по ситуации

В последние годы появилась возможность изучать особенности сна у животных в естественных условиях благодаря новым технологиям. Цифровые полиграфы и артиграфы можно устанавливать на тело животных или вживлять под кожу. Эти устройства измеряют ускорение, имеют большую память, так что можно регистрировать сигналы в течение года. Два года назад впервые был исследован сон у ленивцев в природе. Оказалось, что в естественных условиях эти животные спят на 40–45 процентов меньше, чем в неволе.

«В этом году мы начали работу по изучению сна у слонов, – рассказал Олег Лямин. – Исходили из того, что самая подвижная часть слонов – хобот, поэтому туда были вживлены актиграфы (2×2 сантиметра). Кроме того, актиграфы установили на ошейнике и навесили на слона стандартные на сегодняшний день JPS-метки, которые позволяют измерять географические координаты, скорость и т.д. Считывание происходило каждую минуту».

Слоны перемещались с этими устройствами в течение 40 дней в естественных условиях – в Южной Африке. Выяснилось, что на сон у них приходится от 2 до 6 часов в сутки. При активном передвижении по парку за сутки они проходят от 5 до 15 километров, но большую часть времени стоят в водоёмах. Количество ночного сна сокращалось почти вдвое в те сутки, когда луна была яркой. Это время слоны использовали в поисках пищи. В результате учёные сделали вывод, что разная суточная продолжительность сна животных может быть связана с лунным циклом.

«Первые эксперименты в естественных условиях ставят перед нами вопрос: как воспринимать данные о том, сколько спят животные, – отметил Олег Лямин. – Если они могут не спать по 4–5 дней, это следует считать специфической формой сна? Или в разные периоды жизни сон выполняет у них разные функции? Мне близка теория о факультативном количестве сна. Есть минимально необходимое количество сна, которое необходимо, чтобы функционировать. Всё остальное – по ситуации. Если активность нецелесообразна, то в это время лучше спать, чем бодрствовать».

РЕЙТИНГ

4.43
голосов: 7

Обсуждение