Удивительно короткое время сна может быть для морского слона способом избежать хищников — интригующая находка в результате первого в истории исследования сна морских млекопитающих в дикой природе.
Африканский слон является рекордсменом по количеству сна среди всех млекопитающих — около двух часов в день, — но теперь морской слон дает своему тезке шанс заработать свои деньги.
Недавние эксперименты по измерению мозговых волн северных морских слонов в заливе Монтерей, Калифорния, показали, что животные в среднем спали всего два часа в день в течение семи месяцев в году, которые они проводили в море. Это впечатляющий подвиг, учитывая, что гориллы спят по 12 часов в сутки, собаки - более 10, а львы - до 20.
Джесси Кендалл-Бар, в то время кандидат наук в Калифорнийском университете в Санта-Круз, обнаружила способность морских слонов, исследуя, как крупные животные, чьи самцы имеют нос, похожий на хобот, спят на глубине сотен футов под поверхностью океана.
В первом в истории исследовании сна морских млекопитающих в дикой природе, которое она обнаружила в открытом океане, морские слоны спят менее двух часов в день, в то время как на суше они дремлют более 10 часов в день.
Тестируем новый головной убор
Предыдущие наблюдения показали, что морские слоны в открытом океане всплывают на поверхность на пару минут за раз, между 10-30-минутными погружениями. Итак, ученые знали, что они, должно быть, спят под водой. Но все же “мы знаем очень мало”, - говорит соавтор исследования Даниэль Коста, исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Крусе и исследователь National Geographic. Роксанна Белтран, также исследователь National Geographic из Калифорнийского университета в Санта-Крусе, была автором статьи.
Чтобы узнать больше, Кендалл-Бар разработала головной убор, который содержит датчики того же типа, которые используются для проведения исследований сна у людей. Аппарат водонепроницаем, способен выдерживать большое давление воды и достаточно чувствителен, чтобы улавливать мозговые волны через толстый слой жира на голове животного.
В 2019 году в Центре морских млекопитающих, больнице для животных в Саусалито, Кендалл-Бар имела возможность опробовать свой головной убор на спящем морском слоне по кличке Либелула, доставленном для оказания медицинской помощи. Устройство сработало — "наше первое подтверждение того, что мы действительно можем что-то обнаружить через сантиметры жира", - говорит она. Следующая остановка: открытый океан.
Кендалл-Бар протестировал трех молодых диких самок тюленя. Используя клей, она прикрепила кепку к голове одного из них, когда они лежали на пляже. Он нырнул в воду и вернулся через два дня, позволив ей снять колпачок. Два других были оборудованы и перемещены из государственного парка Аньо-Нуэво на близлежащий пляж Асиломар в Монтерее, а приборы были найдены несколько дней спустя.
Спираль сна
В головных уборах были собраны данные о мозговых волнах животных, частоте сердечных сокращений, глубине погружения и движениях, чтобы определить, когда они спали. Затем Кендалл-Бар использовала полученные данные для экстраполяции режима сна во времени у взрослых тюленей.
Она обнаружила, что тюлени спят не двухчасовыми перерывами, а, скорее, сериями "кошачьих снов" продолжительностью менее 20 минут каждый. Начиная с поверхности, взрослые тюлени совершают 10-минутные погружения на большие глубины, обычно от 300 до тысячи футов.
В этот момент животное входит в первую стадию сна, или медленноволнового сна. Затем они переходят в фазу быстрого сна, когда их парализует и их тела переворачиваются вверх тормашками в том, что Кендалл-Бар называет "спиралью сна".
Казалось бы, быстрый сон на глубине сопряжен с риском, особенно невозможность убежать от хищников. "Для животного проделывать это под водой и просто находиться в таком парализованном состоянии, для меня это просто пугающе", - говорит соавтор исследования Терри Уильямс, исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Крусе.
Избегание хищников
Но, скорее всего, происходит то, что тюлени спят на глубине, где их основные хищники — акулы и косатки - редко бывают.
"Морской слон в основном использует свою способность нырять по-настоящему глубоко в качестве защитного механизма", - говорит Кендалл-Бар, в настоящее время аспирант Института океанографии имени Скриппса. "Ему не нужно держать один глаз открытым или бодрствовать. Оно спит всем своим мозгом ".
Она предполагает, что такое поведение во сне развилось из-за необходимости тюленей подолгу добывать пищу в открытом океане, чтобы поддерживать свой большой вес тела - до 4500 фунтов. "Они созданы для того, чтобы находиться в море очень долгое время”.
"По-настоящему классная вещь в этом исследовании заключается в том, что оно впервые изучает активность мозговых волн и другие показатели сна у свободно передвигающегося морского млекопитающего, занимающегося глубоководными погружениями”, - говорит Джейн Худяков, доцент кафедры биологических наук Тихоокеанского университета в Стоктоне, Калифорния, которая не принимала участия в исследовании.
“Большинство прошлых исследований сна у морских млекопитающих проводились в условиях неволи [во время погружения в бассейны] или на суше".
Худяков также предупреждает, что сравнение двух часов сна морского слона с закрытыми глазами, скажем, с нашими семью часами, не является линейным — во-первых, потребность в REM-и не-REM-сне сильно различается у млекопитающих, даже у близкородственных.
"Возможно, нам это кажется незначительным, потому что мы не до конца понимаем разнообразие адаптаций ко сну и функции сна у разных животных!” - пишет она по электронной почте.
“Большая привилегия”
До сих пор остается загадкой, как морские слоны могут выживать в открытом океане, так мало спя.
Коста отмечает, что у крупных животных, таких как африканские слоны, более медленный обмен веществ, что может означать, что им сходит с рук меньшее количество сна — возможно, так же обстоит дело и с морскими слонами. Уильямс предполагает, что тюлени могут отложить "процессы восстановления", которые происходят во время сна, до тех пор, пока они не доберутся до пляжа и не смогут отдохнуть по-настоящему.
Что касается Кендалл-Бар, то вместо того, чтобы называть свое исследование открытием, она считает это большой привилегией. "Животные занимаются этим так долго, что для меня большая честь просто наблюдать за этим и быть посвященным в этот секрет”.
Подробнее ➤
