Słoń morski wchodzi w „senny wir” podczas nurkowania w oceanie

(CNN) Słonie północne mogą być mistrzami wielozadaniowości w królestwie zwierząt, ponieważ nauczyły się spać i nurkować w tym samym czasie — a wszystko to przy jednoczesnym unikaniu drapieżników.

Słonie morskie mogą spędzić siedem lub osiem miesięcy na wyprawach żerowych na północnym Pacyfiku i podróżować tysiące mil od lądu, co skłoniło naukowców do zastanowienia się, jak i gdzie ssaki morskie śpią na pełnym morzu.

Wyposażone w kaptury podobne do tych noszonych przez ludzi w klinikach snu, nowe badanie ujawnia, że ​​​​foki drzemią w krótkich drzemkach podczas głębokich nurkowań, wstrzymując oddech.

Kiedy foki doświadczają paraliżu sennego, gdy wchodzą w fazę szybkiego ruchu gałek ocznych lub fazę REM, tracą kontrolę nad swoją postawą i nadal obracają się w dół w kształcie korkociągu. Naukowcy nazywają to „spiralą snu”.

W ramach badań po raz pierwszy naukowcy zarejestrowali aktywność mózgu swobodnie lądowych ssaków morskich, zbierając dane ze 104 nurkowań podczas snu. Szczegółowy raport z ustaleń został opublikowany w czwartek w czasopiśmie Nauki.

„Wyobraź sobie, że budzisz się ze snu wywołanego chrapaniem na dnie basenu, a potem musisz szybko wypłynąć na powierzchnię, zanim utoniesz” – powiedział współautor badania, Terry Williams, dyrektor Integrative Carnivore Environmental Physiology Laboratory i porównawczy fizyk środowiskowy w UCLA. , Santa Cruz. „FOKI ROBIĄ TO KAŻDEGO DNIA – naprawdę niesamowity główny przełącznik dla mózgu!”

Naukowcy stwierdzili, że 10-minutowe drzemki podczas tych 30-minutowych nurkowań pomagają fokom spać około dwóch godzin dziennie podczas wypraw żerujących, w przeciwieństwie do 10 godzin, które spędzają drzemiąc na plaży w sezonie lęgowym.

Słoń afrykański jest obecnie rekordzistą wśród ssaków, które śpią najmniej, średnio dwie godziny dziennie na podstawie wzorców ruchu, ale po tym nowym badaniu słonie mogą mieć rywala w postaci słoni morskich.

Aby osiągnąć te wyniki, naukowcy musieli wykazać się kreatywnością, rejestrując fale mózgowe dzikich fok.

spanie w morzu

Niektóre zwierzęta mają niezwykłe przystosowania ewolucyjne, aby zmieścić się we śnie, unikając drapieżników i innych niebezpieczeństw, takich jak krowy, które żują podczas snu, konie, które stoją podczas snu, czy fregaty, które mogą spać i latać w tym samym czasie. Ale ssaki morskie żyjące na otwartym oceanie mają do czynienia z dużo trudniejszymi warunkami.

„W tej chwili nie wiemy, jak i kiedy ssaki morskie śpią na morzu, ani jak nasza działalność jako ludzi może wpływać na ich zdolność do spania” – powiedziała główna autorka badań Jessica Kendall Barr i doktor habilitowany w instytucie. Scripps Institution of Oceanography na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. „Badania dotyczyły tylko ssaków morskich śpiących w niewoli, ale wyraźnie nie jest to dokładne odzwierciedlenie tego, jak śpią na wolności”.

Williams powiedział, że naukowcy opracowali system podobny do EEG, ale taki, który był opływowy, wodoodporny i zdolny wytrzymać ciśnienie głębin oceanu.

„Aby monitorować sen, stworzyliśmy elastyczną neoprenową opaskę na głowę ze złotymi czujnikami, które monitorują sygnały snu generowane przez mózg” – powiedział Kendall Barr.

„Używamy tych samych czujników, które są używane w klinikach snu, które pomagają diagnozować ludzi z bezsennością, narkolepsją, obturacyjnym bezdechem sennym i innymi zaburzeniami snu. Rejestrator, który przechowuje te dane dotyczące snu, rejestruje również postawę i zachowanie zwierzęcia w 3D, dzięki czemu możemy odtworzyć to, co oni jak wyglądają. Te senne nurkowania.

Kendall Barr po raz pierwszy przetestowała swoje urządzenie na słoniach morskich tymczasowo trzymanych w domu Josepha M. Następnie związała się z 13 młodymi samicami fok, które są częścią kolonii w Parku Stanowym Año Nuevo w Pescadero w Kalifornii.

Foki noszące czujniki zostały również wypuszczone na plażę na południowym krańcu zatoki Monterey. Kiedy płynęli z powrotem do Año Nuevo i przekraczali głęboki kanion Monterey, naukowcy zbierali dane na temat ich zachowania podczas nurkowania.

„Spędziłem dużo czasu obserwując śpiące foki” — powiedział Kendall Barr. „Nasz zespół monitorował przygotowane foki, aby upewnić się, że są w stanie ponownie zintegrować się z kolonią i zachowują się normalnie”.

Aby przeanalizować wszystkie dane zarejestrowane przez rejestratory, Kendall-Bar opracował algorytm identyfikujący okresy snu dla każdej foki i przekształcający je w wizualizacje 3D, aby zobaczyć, jak zmieniały się pozycje ciała ssaków, gdy wchodziły w fazę REM.

„Ta wizualizacja pozwoliła nam zobaczyć, że pieczęć odwróciła się do góry nogami podczas przejścia do snu REM” – powiedziała. „To wskazuje nam, że foka straciła kontrolę nad swoją pozycją i została sparaliżowana na głębokości podczas przechodzenia do snu REM”.

Głębokie nurkowanie

Aby uniknąć drapieżników, takich jak orki i rekiny, słonie morskie, które obserwował zespół badawczy, spędzały około jednej do dwóch minut na powierzchni oceanu oddychając. Następnie zwierzęta nurkowały na głębokość 30 minut, wstrzymując oddech przez cały czas.

Potem, na bezpiecznych głębokościach, czas na drzemkę. Fale mózgowe fok pokazały, że ssaki zapadły w głęboki sen zwany snem wolnofalowym – nawet jeśli nadal opadały podczas nurkowania.

Opadając spiralnie w kształcie spirali, każda śpiąca foka wyglądała „jak spadający liść” – powiedział Williams, współautor badania. W płytkiej wodzie słonie morskie dotarły do ​​dna morskiego, gdzie odpoczywały.

Poprzednie badania sugerowały, że foki mogą „nurkować w dryfie”, przestając pływać i powoli tonąć, powiedział współautor badania Daniel Costa, wybitny profesor ekologii i biologii ewolucyjnej oraz zastępca dyrektora Instytutu Nauk Morskich w UC Santa Cruz.

„Teraz możemy w końcu powiedzieć, że zdecydowanie śpią podczas tych nurkowań”, powiedział Costa, „a także odkryliśmy, że ogólnie nie śpią dużo w porównaniu z innymi ssakami”.

jego laboratorium Pracowała ze słoniami morskimi w Año Nuevo przez ponad 25 lat, co pozwoliło naukowcom zidentyfikować „biochemiczną sygnaturę snu”, którą można zastosować do bogatego zestawu danych Costy na temat dzikich fok, aby określić średni czas snu podczas żerowania .

Naukowcy stwierdzili, że nie ma dowodów sugerujących, że krótkie okresy snu negatywnie wpływają na foki, ale interesujące będzie obserwowanie odwrócenia snu, którego doświadczają zwierzęta po powrocie na ląd.

Zrozumienie, gdzie ssaki morskie żerują i rozmnażają się, pomogło naukowcom i działaczom zajmującym się ochroną przyrody w opracowaniu standardów dla obszarów chronionych dla zagrożonych wyginięciem. Należy jednak wziąć pod uwagę preferowane przez zwierzęta miejsca odpoczynku lub „miejsca do spania”.

Słonie morskie dużo śpią wzdłuż wybrzeża i w pobliżu miejsc żerowania, a te dane można wykorzystać do sprawdzenia, jak ruch morski może wpływać na foki. Podczas gdy słoń morski jest jednym z gatunków uważanych za mniej ważne, jeśli chodzi o ochronę, inne gatunki, takie jak foka hawajska, są krytycznie zagrożone. Zrozumienie siedlisk uśpionych zagrożonych fok może pomóc działaczom ochrony przyrody w ochronie tych obszarów, w których odpoczywają w oceanie.

„Patrząc na wzorce snu fok na morzu, można opracować„ mapy drzemek ”- obszary krytycznych siedlisk odpoczynku, które mogą być równie ważne jak tereny łowieckie, które należy zachować dla zwierząt” – powiedział Williams. „Każdy potrzebuje bezpiecznego miejsca do spania, aby przeżyć”.