Дельфины спят с открытым одним глазом: красота мира в каждом кадре

красота мира в каждом кадре

Олег Лямин — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции РАН и ООО «Утришский дельфинарий». Скорее всего, сегодня ночью, рано или поздно, вы ляжете спать. Когда вы закроете глаза, перед тем как заснуть, вообразите на минуту, что вы держитесь на плаву, бултыхая ногами и руками, посреди океана, вдали от берега. Когда представляешь себя в таком положении, в кровь резко выбрасывается адреналин, и спать совсем не хочется. Но если долго плыть на самом деле, а не в воображении, усталость возьмет свое. Всем без исключения млекопитающим нужно спать, включая тех, кто живет в воде, – китов и дельфинов. Современные китообразные без труда справляются со сном «в подвешенном состоянии», но их предки были наземными животными. Предки китов – китокопытные, или пакицеты (Pakicetus), – покинули сушу и ушли в океан из-за более доступной и обильной пищи. Сначала пакицеты охотились на рыбу на мелководье, а для отдыха возвращались на берег. Но конкуренция вынуждала животных уплывать все дальше – в глубь древнего океана Тетис, и возможность вернуться на сушу исчезла. Приходилось экстренно учиться спать в воде. Пакицеты учились этому миллионы лет – и это вовсе неудивительно, ведь животному, которое собралось отдохнуть в открытом океане, нужно преодолеть целый ряд смертельно опасных препятствий.

Сон современных китов и дельфинов долгое время был загадкой для ученых. Предполагалось даже, что дельфины не спят вообще или спят урывками между вдохами. В действительности все оказалось сложнее и интереснее.

Задачи повышенной сложности. Во-первых, заснув в воде, млекопитающее рискует умереть от холода. Тепло, которое организм млекопитающего вырабатывает, рассеивается в окружающей среде. Так как вода проводит тепло быстрее воздуха, животное охлаждается в ней быстрее. Во-вторых, млекопитающим, в отличие от рыб, нужно постоянно всплывать, чтобы вдохнуть новую порцию воздуха. Поэтому спящие в воде существа должны предпринять усилия, чтобы не погрузиться слишком глубоко, – иными словами, чтобы не утонуть. Наконец, во сне мелкие китообразные – дельфины и ластоногие могут стать жертвой хищников. Ведь в воде нет защищенных мест для сна (нор, гнезд, других убежищ, как у наземных животных), и, опять же, для вдоха нужно постоянно всплывать к поверхности воды, где их чаще и атакуют хищники. Не спать, чтобы дышать. Итак, сон для предков китообразных стал настоящим испытанием – заснув, можно было и не проснуться. Сон современных китов и дельфинов долгое время был загадкой для ученых. Предполагалось даже, что дельфины не спят вообще или спят урывками между вдохами. В действительности все оказалось сложнее и интереснее. В начале 1960-х годов американский нейрофизиолог Джон Лилли сделал несколько неожиданных предположений о том, как же спят дельфины. Но масштабные исследования начались лишь в середине 1970-х на Утришской морской станции Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН. Первая – самая известная и самая необычная особенность сна китообразных – так называемый однополушарный сон: пока одно полушарие головного мозга дельфина спит, другое – бодрствует. Это хорошо видно на электроэнцефалограмме мозга (ЭЭГ): частые быстрые волны бодрствования в одном полушарии регистрируются на фоне медленных волн сна в другом. Полушария у дельфинов спят по очереди, и каждое отдыхает одинаковый отрезок времени. Про сон «на полголовы» знают сегодня многие – факт успел стать популярным. Но почему такой сон существует именно у дельфинов, а не у наземных млекопитающих, стало понятно только в последние годы, во многом благодаря исследованиям на Утришской станции. Джон Лилли предполагал, что дыхание у дельфинов произвольное, то есть, чтобы дышать, им нужно постоянно находиться в сознании. Сформировалось мнение, что бодрствующее во время сна полушарие как раз и выполняет эту роль. Но, как оказалось, это не совсем так. Специальные исследования доказали, что дыхание у дельфинов может быть как произвольным, так и автоматическим. Как у людей. Согласно современной точке зрения, однополушарный сон скорее связан с необходимостью следить за происходящим вокруг и непрерывно двигаться. Морские лунатики. Неподвижность – важная особенность сна наземных животных. Но дельфину, чтобы дышать, даже во время сна нужно периодически всплывать к поверхности воды. Логично, что сон китообразных протекает во время непрерывного плавания. Дельфины и киты в этой способности уникальны. Так как движение сопровождается выработкой тепла – мышечным термогенезом, «лунатизм» нужен еще, чтобы не замерзнуть и не утонуть. Правда, большие и толстые могут позволить себе роскошь – спать неподвижно. Так, косатки часто спят, просто зависая у поверхности воды. Это связано с их значительной массой – до 6 тонн – и высоким содержанием подкожного жира, что замедляет потери тепла. Все мелкие китообразные – азовки, дельфины Коммерсона (масса их тела меньше 100 кг) – спят только во время движения. Спят в движении и детеныши косаток – пока не подрастут и накопят запасы жира. Кроме того, жир делает животных более плавучими – поэтому взрослая косатка легче стабилизирует свое положение на поверхности воды.

Сплю и вижу. Давно известно, что дельфины обладают многими необычными способностями – в том числе они могут спать с открытыми глазами, точнее, с открытым глазом. Когда спит правое полушарие мозга дельфина, закрыт его левый (противоположный) глаз, а правый – открыт, и наоборот. Это хорошо видно, если одновременно регистрировать ЭЭГ головного мозга и состояние глаз. Интересно, что открытый глаз, как правило, смотрит в сторону партнеров. Например, матери и детеныши следят друг за другом как во время бодрствования, так и во сне. Еще одна особенность сна дельфинов – отсутствие парадоксальной фазы сна, во время которой мы, люди, обычно видим сны. Сон наземных млекопитающих делится на две стадии: медленную и парадоксальную (сон с быстрыми движениями глаз – «rapid eye movement», или RЕМ). Парадоксальный сон или его признаки были зарегистрированы у всех изученных наземных млекопитающих (около 100 видов) и птиц (более 15 видов). Однако эту стадию до сих пор не удалось зарегистрировать у китообразных. Возможно, это связано с опасностями такого сна – во время парадоксальной фазы резко снижаются мышечный тонус и скорость реакции животных на внешние раздражители. Животные теряют способность поддерживать постоянную температуру – теплокровность, что в условиях океана создает для животных еще больше проблем, чем на земле. Итак, примерно 50–70 миллионов лет назад группа таких же, как мы, люди, теплокровных млекопитающих, живущих на суше, была вынуждена переселиться в воду. Эти животные, ставшие впоследствии дельфинами и китами, научились не только охотиться, но и отдыхать в океане – месте, где каждую секунду нужно быть начеку. Теперь, если сегодня перед сном вы все-таки представите себя хотя бы на минуту в открытом океане, вы поймете, как же нам с вами повезло. Ведь спокойный сон на твердой поверхности – роскошь, доступная далеко не всем.

Почему дельфины спят с одним открытым глазом?

Как спит дельфин: интересные факты и фото

Любое живое существо нуждается в отдыхе для восстановления сил организма. Так задумано самой природой. Сон необходим всем — птицам, млекопитающим, любым животным высшего порядка, к которым относимся и мы — люди. Мы с вами привыкли ассоциировать сон с состоянием полного расслабления и неподвижности. Именно так спят практически все представители высокоорганизованной сауны.

Для львов характерно спать на спине большую часть суток. Слонам в Африке свойственно дремать стоя на протяжении двух-трех часов. Длинноногие жирафы для отдыха сворачиваются калачиком.

Но как спит дельфин? Ведь никто и никогда не видел его неподвижным. Эти удивительные животные всегда перемещаются в водном пространстве с необычайной легкостью и грацией. Создается впечатление, что они бодрствуют круглосуточно, и сонное состояние им не свойственно в принципе.

Но данное предположение неверно, что наконец-то доказано современными научными исследованиями.

Как устроено дыхание у дельфинов?

Мы, люди, над своим дыханием вряд ли когда-либо задумываемся — для нас этот процесс является естественным. Но у дельфинов все немного сложнее. Через каждые 5 или 10 минут любой из дельфинов нуждается во всплытии на поверхность для пополнения кислородного запаса, что предполагает слаженность работы мышц и головного мозга.

Все давно знают что дельфин — не рыба, а самое настоящее млекопитающее. Причем они считаются вторичноводными млекопитающими. То есть предки их первоначально существовали в водной стихии, но с течением времени освоили сушу и смогли дышать при помощи легких. Причины, по которым подобные животные возвращаются в водную стихию, ученым неизвестны.

Такие млекопитающие, не в пример рыбам, не имеют органов или приспособлений, позволяющих дышать под водой. То есть жабрами они не обладают. Чтобы запастись воздухом для дыхания, дельфину необходимо всплыть на поверхность.

Органы дыхания дельфинов

Следовательно, ведя жизнь морского обитателя, дельфин продолжает дышать легкими. У него имеется специальный клапан, который дельфин открывает, приближаясь к водной поверхности. Совершив выдох и вдох, животное закрывает клапан и уносит свежую порцию кислорода под воду. Данный процесс достаточно сложен для организма и практически невозможен в сонном состоянии.

Впрочем, полученной порции воздуха хватает, как было сказано выше, на целых пять-десять минут. Многие годы биологов занимал вполне очевидный вопрос — как спит дельфин в таком режиме, ведь промежутки времени через которые это млекопитающее должно всплывать, чтобы получить порцию атмосферного кислорода, достаточно коротки.

Вопросы, вопросы…

Было выдвинуто множество версий. Самая экстремальная из них утверждала, что дельфины и вовсе не нуждаются во сне, то есть никогда не пребывают в данном состоянии. По другой теории, им присущ кратковременный отдых между всплытиями на поверхность.

А спят ли дельфины вообще? Долгое время этих животных считали сомнамбулами, отдыхающими в состоянии напряжения мышц и с открытыми глазами. Полагали также, что им свойственны периоды сна в короткие промежутки между вдохом и выдохом, а пробуждаются они от химических изменений состава припасенной порции кислорода.

Часть ученых приписывали дельфинам автоматизм действий, словно лунатикам. Чтобы определить истинное положение дел, были организованы исследования, в которых предполагалась регистрация биотоков дельфиньего мозга.

Как спит дельфин — слово науке

Процедура эта весьма непростая. Животных потребовалось поместить в бассейн, в мозг им вживляли электроды. Запись подаваемых сигналов осуществлялась при помощи радиоволн, что давало возможность дельфинам вести привычный образ жизни.

Работа велась на черноморской биостанции исследователями из Академии Наук . Чтобы узнать, наконец, как спят дельфины, советские ученые А. Я. Супин и Л. М. Мухаметов, представители ИЭМЭЖ (Института эволюционной морфологии и экологии животных) организовали наблюдение за млекопитающими, которое осуществлялось как в вольерах, так и в открытом бассейне.

Для вживления в мозг электродов выбрали несколько экземпляров афалин и азовок. Животным дали возможность привычно резвиться, во время чего с помощью радиосигнала велась запись электроэнцефалограммы мозга. Полученный рисунок давал возможность проследить за активностью каждого из его полушарий.

Что же получилось?

Итогами исследования ученые были просто-напросто шокированы. Выяснилось, что полное погружение в сон дельфинам не свойственно. То есть мозг их остается активным непрерывно. Открытием стало то, что его полушария в буквальном смысле спят по очереди. Каждое из них получает порцию полноценного нормального сна в течение примерно 6 часов на протяжении суток. С интервалом в час или полтора происходит замена, когда в сон погружается противоположное полушарие.

Интереснее всего то, что во время такого сна дельфин может вести себя, как ни в чём ни бывало — плавать, охотиться и так далее. Так что определить невооруженным глазом, спит в настоящий момент данная особь или нет, сторонним наблюдателям вряд ли представляется возможным.

Как спит дельфин — глаза открыты или нет?

Почти все, и люди, и животные, во сне глаза закрывают. А как обстоит дело с дельфинами? В полном соответствии с поочередными бодрствованиями каждого из полушарий! То есть, один глаз у спящего дельфина всегда закрыт.

Почему дельфины спят с одним открытым глазом? Ещё до исследования многие обращали внимание на то, что один глаз у дельфинов часто бывает закрыт, но связать это со сном никто прежде не догадывался. Таким образом, в результате исследования родилась самая настоящая научная сенсация.

Оказывается, природой дельфинам была подарена поистине волшебная возможность одновременного отдыха и бодрствования. То есть полного и глубокого сна, как у других млекопитающих — с отключением обоих полушарий мозга — у дельфинов никогда не происходит.

Как это выглядит

Теперь мы с вами понимаем, как спит дельфин. Каждое из полушарий поочередно несет свою вахту. Затем они меняются местами. Активное полушарие погружается в сон, противоположное начинает бодрствовать. Когда же стадия сна у дельфина проходит, оба полушария включается в работу.

Данный эволюционный механизм предусмотрен природой с целью выживания вида. Постоянно бодрствующее одно из полушарий решает вопрос доставки к мозгу кислорода и предупреждает опасность захлебнуться.

ПоЧеМу ТаК ?

Два полушария мозга дельфина спят не одновременно, а по очереди: пока одно спит, другое бодрствует, затем они меняются ролями. Таким образом, «дежурное» полушарие обеспечивает управление телом дельфина, следит за тем, чтобы дельфин вовремя сделал вдох и не захлебнулся. А когда дельфин бодрствует, к работе подключаются оба полушария.
Физиология сна дельфинов занимает особое место. Такими особенностями обладают лишь китообразные. Подобные отличия возникли, видимо, как приспособление легочного дыхания к подводному образу жизни. Живя постоянно в воде, дельфин должен дышать воздухом. Во время сна все животные (и человек) расслабляются, теряют подвижность, а для дельфина это недопустимо: он должен всё время контролировать движения и положение своего тела, чтобы вовремя вынырнуть и вдохнуть воздух. Если понаблюдать за дельфином, плавающим в бассейне, то может создаться впечатление, что он совсем не спит . Если дельфин не ест, не играет, не занят какой-нибудь активной деятельностью, то он медленно плавает, делая круг за кругом, периодически выныривает на поверхность для очередного вдоха, и снова уходит под воду, и так часами, не торопясь и не останавливаясь.
Мозг любого животного состоит из двух симметричных половин – правой и левой. Обе половины мозга одинаковы по размеру, массе и форме; в основном схожи и их функции: правая и левая половины мозга выполняют одинаковую работу для двух половин тела. Поэтому если животное засыпает или просыпается, то переход от бодрствования ко сну и наоборот происходит сразу в обоих полушариях мозга . Это сразу обнаруживается по электрической активности мозга, которую можно регистрировать одновременно от правой и левой половин. Изменение электроэнцефалограмм, указывающее на засыпание или пробуждение, происходит сразу в обеих половинах мозга . Такая картина наблюдается у всех животных, кроме дельфинов .
Когда зарегистрировали электроэнцефалограмму у дельфина, то оказалось, что у него два полушария спят не одновременно, а поочерёдно. Если дельфин бодрствует, то электроэнцефалограмма, характерная для бодрствования, наблюдается сразу в обоих полушариях . Но когда дельфин засыпает, то электроэнцефалограмма приобретает вид, характерный для сна, только в одной половине мозга, а в другой она остаётся активной, бодрой. После того, как одна половина поспала, (на это требуется от получаса до 1-1,5 часов) она просыпается, и засыпает другая. И так в течение всего времени, которое нужно дельфину, чтобы выспаться, (несколько часов) обе половины спят по очереди, несколько раз меняясь ролями.
Диаграмма наглядно показывает, как протекает сон в двух половинах мозга дельфина – правой (П) и левой (Л) .
Сначала (с 21:15 до 22:15) спит левое полушарие мозга, затем (с 22:30 до 23:45) правое, потом снова левое, снова правое и т. д. С 6:30 утра обе половины бодрствуют, – дельфин проснулся

Как спят дельфины: факты и мифы

Дельфины — млекопитающие с развитым интеллектом. Этим они уже выделяются из большинства морских обитателей. Но у дельфинов есть и другие интересные особенности, например, связанные со сном. Давайте узнаем подробнее, как спят дельфины.

Правда ли, что дельфины не спят

Для любого крупного животного период покоя жизненно необходим. Однако долгое время считалось, что дельфины не спят. Дело в том, что они дышат воздухом и не имеют жабр. Соответственно, чтобы дышать, необходимо всплывать на поверхность. Отсюда и возникло ошибочное предположение, что дельфины всегда бодрствуют или же их сон происходит короткими урывками между глотками воздуха.
На самом деле дельфины спят, но их сон сильно отличается от других животных — он однополушарный, то есть спит только одно полушарие мозга, второе же бодрствует. Это происходит поочерёдно, одинаковыми временными отрезками. Поскольку одна из частей мозга бодрствует, дельфины двигаются и всплывают за воздухом во время своего сна, напоминая лунатиков.

Китовые, в том числе и дельфины, дышат воздухом через отверстие на голове, потому им жизненно необходимо периодически всплывать на поверхность

Как установили учёные, совсем не спят только маленькие дельфинята. Первый месяц жизни они ещё не умеют этого делать и бодрствуют непрерывно.

Первый месяц жизни дельфинята не умеют спать, и матери вынуждены бодрствовать вместе с ними

Другие факты о сне дельфинов

С однополушарным сном связана необычная особенность дельфинов: они могут спать с одним открытым глазом. Когда в фазе сна находится левое полушарие мозга, открыт правый глаз, и наоборот. Примечательно, что открытый глаз обычно направлен в сторону близких — например, детёнышей. Таким образом дельфины не перестают наблюдать друг за другом даже во сне, чтобы вовремя прийти на помощь в случае опасности.

Мозг дельфинов, подобно человеческому, во сне обрабатывает информацию, полученную за день. Так сведения из кратковременной памяти переносятся в долговременную. Открытие было сделано во французском дельфинарии, где спящие дельфины внезапно запели китовыми голосами. Впоследствии оказалось, что днём животные слышали музыку со звуками океана, в том числе с голосами китов. Сама по себе имитация звуков для дельфинов неудивительна, но до этого случая никто не замечал, что дельфины могут их запоминать и воспроизводить через некоторое время.

Впервые факт воспроизведения запомненной информации через некоторое время был установлен во французском дельфинарии Planete Sauvage

Дельфины не видят снов. У них просто отсутствует парадоксальная фаза сна, во время которой у людей и других животных бывают сновидения. У наземных млекопитающих есть две фазы — медленная и парадоксальная (более глубокая), но у китообразных, к которым относятся дельфины, вторая до сих пор не была зафиксирована.

Видео: как спят дельфины

То, что дельфины не спят — конечно же, миф. Но сон их очень необычен, так как часть мозга всегда бодрствует. Из изученных в настоящее время животных однополушарный сон зафиксирован лишь у дельфинов.

Для человека и других наземных млекопитающих сон включает в себя частичную или полную «потерю» сознания, бездействие произвольных мышц (то есть тех, которые сознательно контролируются) и инактивацию чувств, таких как зрение и обоняние. Но у дельфинов и других китообразных сон устроен иначе, выяснили ученые.

Когда приходит время отдыха, дельфин отключает только одно полушарие мозга и закрывает при этом противоположный глаз (левый глаз будет закрыт, когда правая половина мозга спит, и наоборот). А другая половина мозга в это время следит, что происходит в окружающей среде, и контролирует дыхательные функции. Иногда дельфины остаются на поверхности воды во время сна, иногда они могут медленно плыть. В неволе ученые также наблюдали, как дельфины спят на дне бассейна (периодически они поднимаются на поверхность за воздухом). Есть три основные причины, почему дельфины развили такой тип сна. Во-первых, дельфины утонули бы, если бы они не сохранили часть мозга активной, так как дыхание они всегда контролируют сознательно. Во-вторых, такой сон позволяет животным следить за возможными опасностями, в то время как они отдыхают. И наконец, этот тип сна позволяет дельфинам поддерживать определенные физиологические процессы, такие как мышечные движения, чтобы сохранять температуру тела в холодном океане.

Спящие на волнах

Олег Лямин — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции РАН и ООО «Утришский дельфинарий». Скорее всего, сегодня ночью, рано или поздно, вы ляжете спать. Когда вы закроете глаза, перед тем как заснуть, вообразите на минуту, что вы держитесь на плаву, бултыхая ногами и руками, посреди океана, вдали от берега. Когда представляешь себя в таком положении, в кровь резко выбрасывается адреналин, и спать совсем не хочется. Но если долго плыть на самом деле, а не в воображении, усталость возьмет свое. Всем без исключения млекопитающим нужно спать, включая тех, кто живет в воде, – китов и дельфинов. Современные китообразные без труда справляются со сном «в подвешенном состоянии», но их предки были наземными животными. Предки китов – китокопытные, или пакицеты (Pakicetus), – покинули сушу и ушли в океан из-за более доступной и обильной пищи. Сначала пакицеты охотились на рыбу на мелководье, а для отдыха возвращались на берег. Но конкуренция вынуждала животных уплывать все дальше – в глубь древнего океана Тетис, и возможность вернуться на сушу исчезла. Приходилось экстренно учиться спать в воде. Пакицеты учились этому миллионы лет – и это вовсе неудивительно, ведь животному, которое собралось отдохнуть в открытом океане, нужно преодолеть целый ряд смертельно опасных препятствий. Сон современных китов и дельфинов долгое время был загадкой для ученых. Предполагалось даже, что дельфины не спят вообще или спят урывками между вдохами. В действительности все оказалось сложнее и интереснее. Задачи повышенной сложности. Во-первых, заснув в воде, млекопитающее рискует умереть от холода. Тепло, которое организм млекопитающего вырабатывает, рассеивается в окружающей среде. Так как вода проводит тепло быстрее воздуха, животное охлаждается в ней быстрее. Во-вторых, млекопитающим, в отличие от рыб, нужно постоянно всплывать, чтобы вдохнуть новую порцию воздуха. Поэтому спящие в воде существа должны предпринять усилия, чтобы не погрузиться слишком глубоко, – иными словами, чтобы не утонуть. Наконец, во сне мелкие китообразные – дельфины и ластоногие могут стать жертвой хищников. Ведь в воде нет защищенных мест для сна (нор, гнезд, других убежищ, как у наземных животных), и, опять же, для вдоха нужно постоянно всплывать к поверхности воды, где их чаще и атакуют хищники. Не спать, чтобы дышать. Итак, сон для предков китообразных стал настоящим испытанием – заснув, можно было и не проснуться. Сон современных китов и дельфинов долгое время был загадкой для ученых. Предполагалось даже, что дельфины не спят вообще или спят урывками между вдохами. В действительности все оказалось сложнее и интереснее. В начале 1960-х годов американский нейрофизиолог Джон Лилли сделал несколько неожиданных предположений о том, как же спят дельфины. Но масштабные исследования начались лишь в середине 1970-х на Утришской морской станции Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН. Первая – самая известная и самая необычная особенность сна китообразных – так называемый однополушарный сон: пока одно полушарие головного мозга дельфина спит, другое – бодрствует. Это хорошо видно на электроэнцефалограмме мозга (ЭЭГ): частые быстрые волны бодрствования в одном полушарии регистрируются на фоне медленных волн сна в другом. Полушария у дельфинов спят по очереди, и каждое отдыхает одинаковый отрезок времени. Про сон «на полголовы» знают сегодня многие – факт успел стать популярным. Но почему такой сон существует именно у дельфинов, а не у наземных млекопитающих, стало понятно только в последние годы, во многом благодаря исследованиям на Утришской станции. Джон Лилли предполагал, что дыхание у дельфинов произвольное, то есть, чтобы дышать, им нужно постоянно находиться в сознании. Сформировалось мнение, что бодрствующее во время сна полушарие как раз и выполняет эту роль. Но, как оказалось, это не совсем так. Специальные исследования доказали, что дыхание у дельфинов может быть как произвольным, так и автоматическим. Как у людей. Согласно современной точке зрения, однополушарный сон скорее связан с необходимостью следить за происходящим вокруг и непрерывно двигаться. Морские лунатики. Неподвижность – важная особенность сна наземных животных. Но дельфину, чтобы дышать, даже во время сна нужно периодически всплывать к поверхности воды. Логично, что сон китообразных протекает во время непрерывного плавания. Дельфины и киты в этой способности уникальны. Так как движение сопровождается выработкой тепла – мышечным термогенезом, «лунатизм» нужен еще, чтобы не замерзнуть и не утонуть. Правда, большие и толстые могут позволить себе роскошь – спать неподвижно. Так, косатки часто спят, просто зависая у поверхности воды. Это связано с их значительной массой – до 6 тонн – и высоким содержанием подкожного жира, что замедляет потери тепла. Все мелкие китообразные – азовки, дельфины Коммерсона (масса их тела меньше 100 кг) – спят только во время движения. Спят в движении и детеныши косаток – пока не подрастут и накопят запасы жира. Кроме того, жир делает животных более плавучими – поэтому взрослая косатка легче стабилизирует свое положение на поверхности воды. Сплю и вижу. Давно известно, что дельфины обладают многими необычными способностями – в том числе они могут спать с открытыми глазами, точнее, с открытым глазом. Когда спит правое полушарие мозга дельфина, закрыт его левый (противоположный) глаз, а правый – открыт, и наоборот. Это хорошо видно, если одновременно регистрировать ЭЭГ головного мозга и состояние глаз. Интересно, что открытый глаз, как правило, смотрит в сторону партнеров. Например, матери и детеныши следят друг за другом как во время бодрствования, так и во сне. Еще одна особенность сна дельфинов – отсутствие парадоксальной фазы сна, во время которой мы, люди, обычно видим сны. Сон наземных млекопитающих делится на две стадии: медленную и парадоксальную (сон с быстрыми движениями глаз – «rapid eye movement», или RЕМ). Парадоксальный сон или его признаки были зарегистрированы у всех изученных наземных млекопитающих (около 100 видов) и птиц (более 15 видов). Однако эту стадию до сих пор не удалось зарегистрировать у китообразных. Возможно, это связано с опасностями такого сна – во время парадоксальной фазы резко снижаются мышечный тонус и скорость реакции животных на внешние раздражители. Животные теряют способность поддерживать постоянную температуру – теплокровность, что в условиях океана создает для животных еще больше проблем, чем на земле. Итак, примерно 50–70 миллионов лет назад группа таких же, как мы, люди, теплокровных млекопитающих, живущих на суше, была вынуждена переселиться в воду. Эти животные, ставшие впоследствии дельфинами и китами, научились не только охотиться, но и отдыхать в океане – месте, где каждую секунду нужно быть начеку. Теперь, если сегодня перед сном вы все-таки представите себя хотя бы на минуту в открытом океане, вы поймете, как же нам с вами повезло. Ведь спокойный сон на твердой поверхности – роскошь, доступная далеко не всем.

Наука о сне — Телеканал «Наука»

Кто спит одним полушарием мозга и одним глазом? Как животным удается спать между вдохами? Какие открытия помогла сделать ЭЭГ? 

История наблюдений

Ровно 170 лет назад, в 1849 году, немецкий физиолог Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон предположил, что мозг обладает электрогенными свойствами, то есть порождает слабые токи. С 1875 года началась история электроэнцефалограммы (ЭЭГ). В Англии врач Ричард Катон замерял сигналы от мозга обезьян, а в России молодой физиолог Василий Данилевский писал докторскую диссертацию, изучая электрическую активность мозга у собак. В 1880-е Иван Сеченов обнаружил ритмическую электрическую активность мозга у лягушек, а Николай Введенский применил телефонический метод регистрации для измерения ЭЭГ кроликов. Первым ЭЭГ собаки опубликовал ученый-физиолог Владимир Правдич-Неминский в 1913 году. Он совершил измерения без повреждения скальпа животных, с помощью струнного гальванометра — и это была революция. Также он ввел термин «электроцереброграмма» и первую классификацию частот, обнаружив альфа- и бета-ритмы, поэтому его по праву считают отцом современной ЭЭГ.

95 лет назад этот метод впервые был опробован на людях. Немецкий физиолог и психиатр Ханс Бергер назвал точную дату полученной им первой ЭЭГ человека — 6 июля 1924 года. Работа была опубликована спустя пять лет, в 1929 году. То есть уже 90 лет ученые регистрируют биотоки мозга людей: здоровых и больных, младенцев и стариков, бодрствующих и спящих. В 1953 году с помощью ЭЭГ было сделано интереснейшее открытие: американские нейрофизиологи Натаниэл Клейтман и Юджин Азеринский открыли и описали фазу быстрого (парадоксального) сна и впервые связали ее со сновидениями. Они проводили множество опытов со спящими и даже специально будили их в быстрой фазе, чтобы узнать, какие они видят сны. Так появилась новая наука онейрология — она изучает сновидения.

Сегодня известно, что спят все млекопитающие, включая дельфинов и китов, спят и насекомые, и моллюски, и черви, и медузы, и даже деревья. По последним данным, рыбки-немо и ящерицы тоже видят сны. Выяснилось много интересных фактов. Например, крокодилы спят половиной мозга и с одним открытым глазом. А самыми малоспящими являются лошади и слоны — им достаточно вздремнуть два-три часа в сутки, а если угрожает опасность, они могут не спать по 24 часа и прекрасно себя чувствовать, не нуждаясь в дополнительном отдыхе. Остановимся на нескольких феноменах сна поподробнее, ведь за этими открытиями стоят десятилетия научных наблюдений.

Как спим мы?

Сон людей, всех наземных млекопитающих и птиц делится на две стадии: медленную и быструю, парадоксальную. Человек проводит в медленной фазе примерно 80% сна, а оставшиеся 20% — в быстрой: в это время тело как будто парализовано, а мозг показывает высокую активность, схожую с бодрствованием. Особой приметой парадоксального сна являются быстрые движения глаз — в научных работах они называются rapid eye movement (RЕМ). Парадоксальный сон или его признаки были зарегистрированы у всех изученных наземных млекопитающих — это около 100 видов, а также у птиц. В этом году те же фазы сна, что и у человека, обнаружены у аквариумной рыбки данио-рерио. В предыдущих исследованиях ученые открыли смену фаз сна у ящериц двух видов, причем их ЭЭГ сильно отличались. Изучая особенности сна у простейших видов, физиологи сделали вывод: способность спать появилась у животных еще до разделения эволюционных линий человека и червя-филярии, произошедшего примерно 700 млн лет назад.

Любопытно, что жвачные млекопитающие продолжают движения челюстей во время медленноволнового сна, но прекращают жевать во время парадоксального сна. Мозг может засыпать частично: например, ЭЭГ обезьяны показала, что зрительная кора «заснула», в то время как моторная кора продолжает демонстрировать активность. И действительно: обезьяна спала, но шевелила лапой. Так появилось представление о локальном сне у наземных млекопитающих.

Как спят водоплавающие?

Млекопитающие спят на ровных поверхностях, хотя есть, конечно, исключения. Шимпанзе делают гнезда, а слоны лишь 10 из 35 ночей проводят лежа. Но при этом под ними ровная земля. А вот как спят водоплавающие животные? Особенно те, кому нужно постоянно быть в тонусе из-за волн, холода, опасностей и необходимости дышать воздухом?

Книга профессора Джона Лилли «Человек и дельфин», вышедшая в 1961 году, заставила российских ученых из Института эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова задуматься над этой тайной. Ведь сон, особенно в своей быстрой фазе, связан с неподвижностью, а морские млекопитающие практически не замирают. Если они перестанут двигаться, то могут замерзнуть или перестать дышать. Дыхательные паузы у дельфинов очень короткие. Например, черноморским афалинам нужно всплывать и делать вдох каждые 15 секунд. Когда же, спрашивается, спать?

В 1973 году была организована экспедиция на Черное море — в район мыса Большой Утриш, неподалеку от Анапы. В научных целях были отловлены черноморские афалины и началось исследование их сна с помощью ЭЭГ. Так было сделано удивительное открытие. Оказалось, что мозг этих животных никогда не спит целиком, а полушария головного мозга спят по очереди — причем это не быстрая фаза, а глубокий медленный сон. Сначала ученые подумали, что асимметрия в ЭЭГ дельфина — случайность, но при дальнейших исследованиях факт подтвердился: дельфинам действительно свойственен чередующийся однополушарный медленный сон. Более того, они спят одним полушарием и одним глазом. Когда спит правое полушарие мозга дельфина, закрыт его левый глаз, и наоборот. В ходе наблюдений ученые заметили, что открытый глаз, как правило, смотрит в сторону партнера, матери или детеныша. То есть дельфины «спят и видят» одновременно — и это не метафора.

Позже оказалось, что такой же сон «наполовину» свойственен всем видам зубатых китов, а также ушастым тюленям, крокодилам и морским котикам, когда они спят в воде. Отсутствие быстрого сна у дельфинов и родственных им китов специалисты объясняют тем, что половина их мозга всегда бодрствует: это сохраняет мозг и в особенности ствол головного мозга теплыми и делает парадоксальный сон ненужным.

Ученые отмечают, что китообразные прошли удивительный путь эволюции: от теплокровных наземных животных пакицетов (Pakicetus) до водоплавающих, которым экстренно пришлось научиться спать и дышать одновременно. Они переселились в воду примерно 50–70 млн лет.

Совсем иначе спят касатки: они просто зависают у поверхности воды и дрейфуют по несколько часов, наслаждаясь сном. Но эту радость могут себе позволить только взрослые особи с большой массой и высоким содержанием подкожного жира. А вот новорожденные детеныши спят в движении, пока не подрастут и накопят запасы жира, который поможет поддерживать температуру тела.

Обычные тюлени и моржи отдыхают на суше. Но если тюленю случится заснуть в воде, он будет постоянно пробуждаться, чтобы всплыть и вздохнуть. ЭЭГ показывает, что эпизоды сна этих животных в воде имеют типичную для млекопитающих смену медленной и быстрой фазы, регулярные пробуждения и быстрое восстановление сна после актов дыхания.

Как спят растения?

Всем известно, что у растений, как и у животных, есть свои биоритмы. Многие цветы складывают лепестки в бутоны к ночи и раскрывают их по утрам. Чарльз Дарвин отмечал изменения движений листьев и стеблей по вечерам, но современные ученые пошли еще дальше. Группа специалистов из Австрии, Финляндии и Венгрии измерила «движение сна» у деревьев, применив лазерное сканирование инфракрасным светом, отраженным от листьев. Оказалось, что ветви и листья после заката постепенно отвисают, достигая максимально низкого положения за пару часов до восхода солнца. Утром деревья «просыпаются» и возвращаются в исходное положение в течение нескольких часов. Для достоверности эксперимента он проводился в спокойных погодных условиях с двумя разными видами берез: 14 в Финляндии и 77 в Австрии.

«Наши результаты показывают, что все деревья опускают ветки в течение ночи. Можно заметить изменение позиции листьев и ветвей, — сообщил Ээту Путтонен из Финского геопространственного научно-исследовательского института. — Изменения не слишком велики: деревья высотой в среднем около 5 м опускают ветки только на 10 см, но процесс этот имеет систематический характер».

Специалисты по онейрологии пока не могут ответить на вопрос, что снится растениям и животным, хотя всерьез убеждены, что в быстрой фазе млекопитающие смотрят свое «ночное кино». Люди также редко могут вспомнить и описать свои сны. О причинах плохой памяти на сновидения мы рассказывали в материале «Почему мы забываем?».

Интересные факты про зрение и глаза

Вы знали что вес человеческого глаза около 8 граммов, а глаз кита 1кг. Еще больше интересного внутри статьи.

Вес человеческого глаза около 8 граммов, а глаз кита 1кг

Новорожденный плачет без слез. Слезы начинают формироваться в возрасте 6 недель

Космонавты не могут плакать в космосе, как мы на земле. Слезы не стекают вниз, а остаются в виде маленьких шариков, которые смахивают в ручную

Если сравнить глаз человека с цифровой камерой, то размер изображения был бы равен 576 мегапикселям

Глаза зеленого цвета имеют только 1,6% людей планеты. Он – самый редкий

Чихнуть с открытыми глазами невозможно

Роговица глаза – единственная часть тела, не имеющая снабжения с кислородом через кровеносную систему, ведь роговица должна быть максимально прозрачной. Ёе клетки получают растворенный кислород из воздуха

Человек единственное существо, которое имеет белки глаз! Даже у обезьян глаза совершенно черные. Это делает возможным определять по глазам чужие намерения и эмоции. По глазам обезьяны не возможно понять направление её взгляда

Люди говорят «не успеешь глазом моргнуть», так как это самая быстрая мышца в теле. Моргание длиться 100-150 миллисекуд, и Вы можете моргнуть 5 раз в секунду

Почему, когда люди целуются, они закрывают глаза? Мы опускаем веки, чтобы не упасть в обморок, от переизбытка чувств. Во время поцелуя мозг испытывает сенсорную перегрузку, закрыв глаза мы уменьшаем накал страстей

Глаза используют 65 процентов ресурсов мозга

Сетчатка воспринимает мир перевернутым, а мозг переворачивает «картинку». Чтобы увидеть мир таким, каким его видит твоя сетчатка, нужно надеть призматические очки.

Глаз человека могут различить около 500 оттенков серого

Глаз человека видит только три цвета: красный синий и зеленый. Остальные являются сочетанием этих цветов

Эффект красных глаз на фотографиях – это отражение света  вспышки от сосудов сетчатки

Люди и собаки – единственные, кто ищут зрительные подсказки в глазах других, а собаки делают это только, общаясь с людьми

Джонни Деп слеп на левый глаз и близорук на правый. Этот факт актер сообщил в интервью журналу «Rolling Stone» в июле 2013 года

У страуса глаза весят больше, чем мозг (вес глаз 47г, а мозга 42г.)

У гигантских кальмаров – самые большие глаза, больше чем обеденная тарелка. Размер зрачка превышает размер апельсина, что позволяет им видеть на дне, где вечная темнота

Движение глаз у хамелеона независимы друг от друга. Один может смотреть вперед, другой в бок

Травоядных легко отличить от хищников по расположению глаз. У первых они по бокам головы, чтобы видеть нападающего, у вторых на передней части морды, чтобы видеть жертву

Чтобы следить за ночными хищниками, многие виды животных (утки, дельфины, игуаны) спят с одним открытым глазом. Одна половина полушария их мозга спит, другая бодрствует

75-85% белых кошек с голубыми глазами –глухие

Собаки как и кошки дихроматы: они видят мир в сине-фиолетовых и желто-зеленых цветах

Самое острое зрение среди насекомых у стрекозы, но хуже нашего примерно в 10 раз

На глазах пчел есть волоски. Они определяют направление ветра и скорость полета.

10 необычных фактов о том, как спят животные

Многие люди думают, что животные спят точно также как и люди. Но это не так. 

Некоторые животные вообще никогда полноценно не спят, но по другому дают отдохнуть своему мозгу. А насекомые, к примеру, просто впадают в что-то вроде оцепенения. 

Даже человеческий сон для нас все еще очень загадочное явление, а уж сон животных и вовсе практически не изучен (Хорошие новости про животных — goodnewsanimal.ru).

10. Как спят обезьяны

Человекоподобные приметы, такие как гориллы, орангутаны и шимпанзе, действительно спят почти как мы. На ночь они устраивают себе что-то вроде постели из листьев, травы или прутиков и сворачиваются в этих «гнездах» калачиком как люди в теплой постели.

Мелкие приматы, вроде мартышек или макак, спят иначе, они просто замирают сидя на ветке в более удобной позе, шевелятся во сне и время от времени просыпаются, чтобы проверить, нет ли поблизости хищников. 

9. Слоны и жирафы спят стоя

Крупные копытные животные вроде слонов и жирафов чаще всего просто не могут найти себе надежное укрытие для сна, поэтому вынуждены спать стоя, чтобы всегда быть готовыми к тому, чтобы вскочить и убежать от опасности.

У этих животных есть специальные мышечные «замки» в районе колен, чтобы им не пришлось во сне напрягать мышцы. Эти «замки» автоматически заставляют ноги стоять прямо когда животное засыпает. Этот же механизм сна есть у лошадей, коров и даже у птиц. 

Но даже с таким механизмом этим животным все равно надо регулярно ложиться  на землю, чтобы нормально поспать. Дело в том, что во время сна стоя они не могут войти в так называемую Фазу быстрого сна (REM-фаза), а это очень важно для хорошего самочувствия.  Именно в этой фазе человек видит яркие сны.

Слону для нормального самочувствия необходимо  поспать в фазе быстрого сна не менее одного раза за 3-4 дня. При этом ему достаточно всего 30 минут такого сна для. Жираф же спит в день всего 30 минут и ему для нормы надо поспать в фазе быстрого сна всего 5 минут.

8. Дельфины спят с одним открытым глазом

Как и другие китообразные дельфины не могу спать в привычном понимании этого слова. Большинство морских млекопитающих должны постоянно остерегаться хищников, а кроме того им надо всплывать на поверхность, чтобы дышать.

Если дельфин заснет как человек, он просто утонет. Кроме того дельфины теплокровные существа, которые чаще всего живут в прохладных водах, поэтому им надо постоянно двигаться, чтобы у них не понизилась температура тела. 

Поэтому эволюция придумала для дельфинов особый сон, когда засыпает лишь половина мозга. Такой сон ученые называют Униполисферическим медленным сном и он характерен не только для китообразных, но и для многих перелетных видов птиц.

7. Новорожденные косатки никогда не спят

Взрослые косатки спят около 5-8 часов в день, однако юные косатки и их матери вообще не спят в течении 3-4 недель после родов. И подобное характерно и для других самок и детенышей китообразных.

В основном это защитный механизм против хищников, для которых детеныш лакомая добыча, но есть и другие причины. Маленький детеныш еще слишком слаб и медленно плавает, к тому же у него еще нет подкожного жира, чтобы оставаться на плаву. Для выживания он должен постоянно двигаться рядом с матерью, держась в ее потоке.

При этом подобное настолько важно, что косатки даже отказались от Униполисферического медленного сна, предпочтя ему полное бодрствование в течении месяца, пока детеныш немного не подрастет.

6. Утки выставляют «дозорных»

У диких уток есть интересный механизм сна, когда они находятся в стае. На ночь те утки, которые находятся по краям группы, спят вполглаза с тем же механизмом, о котором мы писали выше. А утки, которые находятся внутри группы, спят обычным полноценным сном.

Эта тактика «дозорных» отлично работает, когда приходиться остерегаться хищников, но также жизненно важно, чтобы большая часть стаи полноценно отдыхала. Меняются ли утки «дозорные» на следующую ночь с другими утками, пока ученым неизвестно.

5. Перелетные птицы могут спать на лету

Ученые пока еще точно не изучали тот механизм, благодаря которому перелетные птицы не опускаются на ночлег на землю, а продолжают лететь несколько недель. По их предположению, эти птицы просто научились спать в воздухе. 

Пару лет назад ученые из Института Макса Планка изучали как спят птицы фрегаты. Оказалось, что на земле они могут спать по 12 часов в день, но потом могут неделям летать в небе над океаном в поисках рыбы и не возвращаясь на землю. 

Ученые выяснили, что фрегаты действительно могут спать на лету, причем делают это очень быстро, не более нескольких минут за раз. Также они могут спать лишь «одним глазом».

4. Рептилии тоже могут видеть сны

До недавнего времени ученые считали, что лишь млекопитающие и птицы могут входить в фазу быстрого сна и таким образом могут видеть сны. Это правда многих озадачивало, ведь птицы произошли от рептилий, почему же рептилии не могут видеть сны?

Оказалось, что все-таки могут. Исследователь Жиль Лоран из Института Макса Планка (Германия) подключил к ящерицами вида бородатый дракон электроэнцефалограмму (ЭЭГ), и вскоре заметил на графике некоторые очень знакомые циклы сна.

Оказалось, что за сутки бородатые драконы могут до 350 раз входить в фазу быстрого сна, которая при этом длится у них не более 80 секунд. У людей к примеру за 90-минутный сон фаза быстрого сна длится 4-5 минут.

3. Рыбы спят в темноте

Исследователь Эммануэль Миньо из Стэнфордского университета и его коллеги изучили как спят рыбы на примере аквариумных рыбок вида Данио-рерио. Они пытались обнаружит могут ли рыбы страдать от бессонницы или недосыпания, однако увидели, что рыбы используют циркадный ритм.

Когда возле аквариума горят лампы, рыбы вообще не спят, а когда оставить аквариум в темноте, рыбы засыпают. Дело в том, что свет высвобождает определенные гормоны, которые определяют потребность в сне. 

Далеко не все рыбы однако используют циркадный ритм, безглазая мексиканская пещерная рыба живет в постоянной темноте и потому циркадный ритм на не никак не влияет. 

2. Рыбы-попугаи во сне выделяют огромное количество слизи

Так называемые рыбы-попугаи питаются в основном коралловыми полипами, а когда по ночам впадают в сон, то у них активируется усиленная выработка слизи, которая покрывает все их тело.

Ученые давно спорят о том, зачем нужна эта функция, кто-то говорит, что так рыбы-попугаи защищаются от хищников, кто-то что это своеобразная защита от солнечного света.  По версии Александры Граттер из Университета Квинсленда, подобным образом рыбы-попугаи спасаются от ракообразных изоподов, которые являются падальщиками и активными хищниками. 

1. Моржи цепляются бивнями за лед

Моржи могут легко не спать до 84 часов подряд, а потом сполна компенсировать этот урон. На суше морж в среднем спит до 19 часов в сутки.  В воде у моржей возникают определенные проблемы со сном, им приходится спать короткими отрывками и регулярно всплывать на поверхность для дыхания. 

Но некоторые моржи нашли изящный выход — они высовывают голову из воды и поглубже вонзают свои большие бивни в кромку льда. И после этого спокойно засыпают. Тело моржа находится в воде, а голова снаружи.

Дельфины спят. Спящие на волнах. Как спит дельфин

Олег Лямин — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции РАН и ООО «Утришский дельфинарий». Скорее всего, сегодня ночью, рано или поздно, вы ляжете спать. Когда вы закроете глаза, перед тем как заснуть, вообразите на минуту, что вы держитесь на плаву, бултыхая ногами и руками, посреди океана, вдали от берега. Когда представляешь себя в таком положении, в кровь резко выбрасывается адреналин, и спать совсем не хочется. Но если долго плыть на самом деле, а не в воображении, усталость возьмет свое. Всем без исключения млекопитающим нужно спать, включая тех, кто живет в воде, – китов и дельфинов. Современные китообразные без труда справляются со сном «в подвешенном состоянии», но их предки были наземными животными. Предки китов – китокопытные, или пакицеты (Pakicetus), – покинули сушу и ушли в океан из-за более доступной и обильной пищи. Сначала пакицеты охотились на рыбу на мелководье, а для отдыха возвращались на берег. Но конкуренция вынуждала животных уплывать все дальше – в глубь древнего океана Тетис, и возможность вернуться на сушу исчезла. Приходилось экстренно учиться спать в воде. Пакицеты учились этому миллионы лет – и это вовсе неудивительно, ведь животному, которое собралось отдохнуть в открытом океане, нужно преодолеть целый ряд смертельно опасных препятствий.

Сон современных китов и дельфинов долгое время был загадкой для ученых. Предполагалось даже, что дельфины не спят вообще или спят урывками между вдохами. В действительности все оказалось сложнее и интереснее.

Задачи повышенной сложности. Во-первых, заснув в воде, млекопитающее рискует умереть от холода. Тепло, которое организм млекопитающего вырабатывает, рассеивается в окружающей среде. Так как вода проводит тепло быстрее воздуха, животное охлаждается в ней быстрее. Во-вторых, млекопитающим, в отличие от рыб, нужно постоянно всплывать, чтобы вдохнуть новую порцию воздуха. Поэтому спящие в воде существа должны предпринять усилия, чтобы не погрузиться слишком глубоко, – иными словами, чтобы не утонуть. Наконец, во сне мелкие китообразные – дельфины и ластоногие могут стать жертвой хищников. Ведь в воде нет защищенных мест для сна (нор, гнезд, других убежищ, как у наземных животных), и, опять же, для вдоха нужно постоянно всплывать к поверхности воды, где их чаще и атакуют хищники. Не спать, чтобы дышать. Итак, сон для предков китообразных стал настоящим испытанием – заснув, можно было и не проснуться. Сон современных китов и дельфинов долгое время был загадкой для ученых. Предполагалось даже, что дельфины не спят вообще или спят урывками между вдохами. В действительности все оказалось сложнее и интереснее. В начале 1960-х годов американский нейрофизиолог Джон Лилли сделал несколько неожиданных предположений о том, как же спят дельфины. Но масштабные исследования начались лишь в середине 1970-х на Утришской морской станции Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН. Первая – самая известная и самая необычная особенность сна китообразных – так называемый однополушарный сон: пока одно полушарие головного мозга дельфина спит, другое – бодрствует. Это хорошо видно на электроэнцефалограмме мозга (ЭЭГ): частые быстрые волны бодрствования в одном полушарии регистрируются на фоне медленных волн сна в другом. Полушария у дельфинов спят по очереди, и каждое отдыхает одинаковый отрезок времени. Про сон «на полголовы» знают сегодня многие – факт успел стать популярным. Но почему такой сон существует именно у дельфинов, а не у наземных млекопитающих, стало понятно только в последние годы, во многом благодаря исследованиям на Утришской станции. Джон Лилли предполагал, что дыхание у дельфинов произвольное, то есть, чтобы дышать, им нужно постоянно находиться в сознании. Сформировалось мнение, что бодрствующее во время сна полушарие как раз и выполняет эту роль. Но, как оказалось, это не совсем так. Специальные исследования доказали, что дыхание у дельфинов может быть как произвольным, так и автоматическим. Как у людей. Согласно современной точке зрения, однополушарный сон скорее связан с необходимостью следить за происходящим вокруг и непрерывно двигаться. Морские лунатики. Неподвижность – важная особенность сна наземных животных. Но дельфину, чтобы дышать, даже во время сна нужно периодически всплывать к поверхности воды. Логично, что сон китообразных протекает во время непрерывного плавания. Дельфины и киты в этой способности уникальны. Так как движение сопровождается выработкой тепла – мышечным термогенезом, «лунатизм» нужен еще, чтобы не замерзнуть и не утонуть. Правда, большие и толстые могут позволить себе роскошь – спать неподвижно. Так, косатки часто спят, просто зависая у поверхности воды. Это связано с их значительной массой – до 6 тонн – и высоким содержанием подкожного жира, что замедляет потери тепла. Все мелкие китообразные – азовки, дельфины Коммерсона (масса их тела меньше 100 кг) – спят только во время движения. Спят в движении и детеныши косаток – пока не подрастут и накопят запасы жира. Кроме того, жир делает животных более плавучими – поэтому взрослая косатка легче стабилизирует свое положение на поверхности воды. Сплю и вижу. Давно известно, что дельфины обладают многими необычными способностями – в том числе они могут спать с открытыми глазами, точнее, с открытым глазом. Когда спит правое полушарие мозга дельфина, закрыт его левый (противоположный) глаз, а правый – открыт, и наоборот. Это хорошо видно, если одновременно регистрировать ЭЭГ головного мозга и состояние глаз. Интересно, что открытый глаз, как правило, смотрит в сторону партнеров. Например, матери и детеныши следят друг за другом как во время бодрствования, так и во сне. Еще одна особенность сна дельфинов – отсутствие парадоксальной фазы сна, во время которой мы, люди, обычно видим сны. Сон наземных млекопитающих делится на две стадии: медленную и парадоксальную (сон с быстрыми движениями глаз – «rapid eye movement», или RЕМ). Парадоксальный сон или его признаки были зарегистрированы у всех изученных наземных млекопитающих (около 100 видов) и птиц (более 15 видов). Однако эту стадию до сих пор не удалось зарегистрировать у китообразных. Возможно, это связано с опасностями такого сна – во время парадоксальной фазы резко снижаются мышечный тонус и скорость реакции животных на внешние раздражители. Животные теряют способность поддерживать постоянную температуру – теплокровность, что в условиях океана создает для животных еще больше проблем, чем на земле. Итак, примерно 50–70 миллионов лет назад группа таких же, как мы, люди, теплокровных млекопитающих, живущих на суше, была вынуждена переселиться в воду. Эти животные, ставшие впоследствии дельфинами и китами, научились не только охотиться, но и отдыхать в океане – месте, где каждую секунду нужно быть начеку. Теперь, если сегодня перед сном вы все-таки представите себя хотя бы на минуту в открытом океане, вы поймете, как же нам с вами повезло. Ведь спокойный сон на твердой поверхности – роскошь, доступная далеко не всем.

Этот вопрос возник не случайно. Дело в том, что все высшие животные (включая птиц, млекопитающих и человека) не только обязательно спят определенную часть суток, но в какой-то момент, когда наступает наиболее глубокий сон, полностью расслабляются и теряют подвижность.

Дельфины так спать не могут: ведь они живут в море, но дышат воздухом, и если глубоко уснут, то потеряют над собой контроль и утонут, потому что не смогут подняться на поверхность, чтобы набрать воздуха для очередного вдоха.

Ученые давно заметили, что дельфины никогда не замирают в полной неподвижности, они всегда как бы немного двигаются и время от времени поднимаются на поверхность для дыхания. Так спят ли вообще дельфины? И если да, а в этом сомнений не было, то как?

Было решено провести изучение биоэлектрической активности их мозга, по которой можно вполне определенно сказать, когда дельфины спят, а когда бодрствуют.

До сих пор считалось само собой разумеющимся, что когда сон сменяется бодрствованием и наоборот, то это влечет за собой изменения во всем мозге, и в правом, и в левом его полушариях, которые отвечают за работу двух половин тела. Именно так обстоит дело и у человека, и у всех животных, сон которых изучался раньше. Но у дельфинов все оказалось иначе.

Два полушария мозга дельфина спят не одновременно, а по очереди: пока одно спит, другое бодрствует. Через некоторое время они меняются ролями: то полушарие, которое было активно, засыпает, а «выспавшееся» бодрствует. «Дежурное» полушарие, таким образом, обеспечивает управление телом дельфина, следит за тем, чтобы он вовремя поднимался на поверхность вдохнуть воздух и не захлебнулся. Так он спит. Ну, а когда просыпается, то к работе подключаются оба полушария.

Как хорошо утром проснуться, сделать зарядку, почистить зубы и пойти в школу. Если нас при этом вдруг поймают учёные и наденут на нас специальную шапочку, то они обязательно зарегистрируют электрическую активность нашего мозга. Клетки, из которых состоит наш мозг, всё время порождают электрические сигналы — колебания. Днём эти колебания будут маленькими и частыми — тем чаще, чем веселее и деятельнее мы себя ведём. Но совсем другую картину увидит учёный, если тихо подкрадётся к нам ночью. На картине активности мозга появятся очень большие, но редкие колебания. Это так называемая фаза глубокого сна: время, когда мы неподвижны, тело наше расслаблено, а глаза закрыты. Поймав достаточное количество мальчиков и девочек, а также дяденек и тётенек, учёные поняли, что спят так или иначе все люди.

Но на этом учёные не успокоились. Они стали ловить кошек, собак, поросят, ёжиков, петухов и измерять электрическую активность мозга у них. Оказалось, что мозг холоднокровных животных — ящериц, лягушек, саламандр — не умеет спать настоящим глубоким сном. Зато этот сон есть у всех теплокровных — у птиц, млекопитающих и у нас с вами. Учёные предполагают, что во время такого сна мозг отключается от внешнего мира и «усваивает» информацию, которую получил за день. А организм во время сна восстанавливает утраченные силы, чтобы утром мы смогли проснуться и с радостью встретить новый день.

Но и этого учёным было мало. Ведь кроме обыкновенных наземных млекопитающих, таких как кошки и собаки, бывают ещё совершенно диковинные морские млекопитающие. Это дельфины, киты, морские львы, ламантины, морские котики, ушастые тюлени. Внешне многие из них очень похожи на рыб. Но они совсем не рыбы. Они теплокровные, более того — млекопитающие.

Однако нацепить на кита шапочку с электродами, а тем более уговорить его некоторое время её поносить — это трудная задача. Ведь киты — не самые сговорчивые товарищи. Учёные со всего мира буквально гонялись за ними, потому что мечтали узнать: а как же они спят?

Это удалось отечественным исследователям во главе с доктором О. И. Ляминым. Они круглосуточно записывали электрическую активность мозга китов и дельфинов и пришли к неожиданному открытию. В одно и то же время одно полушарие у китов «спит», другое работает. Потом полушария меняются: активное засыпает, а спящее — просыпается. Это открытие профессор Лямин и его коллеги назвали «однополушарный сон». Таким образом, морские млекопитающие могут всё время двигаться.

Но зачем он нужен, этот хитрый однополушарный сон? Дело в том, что дельфинам надо дышать точно так же, как и нам. У них нет жабр, как у рыб. Им приходится каждые несколько минут всплывать к поверхности, чтобы вдохнуть. Конечно, можно было бы дремать у поверхности воды часик-другой. Крупные киты так и делают. А вот мелким китообразным зависать опасно, ведь в воде всё видно, их могут найти и съесть. Тут-то и выручает дельфинов однополушарный сон. Пока одна половина мозга спит — вторая напряженно работает. А потом они меняются. Вот каким хитрым образом морские млекопитающие всё время дышат и плавают и никогда не устают.

Художник Артём Костюкевич

Теория, что дельфины никогда не спят, опровергнута, они засыпают, но не совсем так, как другие живые существа. Долгое время ученые говорили о круглосуточном бодрствовании, мотивируя тем, что дельфины относятся к высшим животным, а не к рыбам или амфибиям. А это означает необходимость раз за разом выныривать на поверхность, чтобы сделать вдох. В таких условиях сон кажется крайне маловероятным.

Ученые провели множество исследований поведения дельфинов как в неволе, так и привычной среде обитания. Вот их результат:

• животному необходимо делать вздох каждые пятнадцать минут ;
• кожные покровы китообразных нуждаются в постоянном увлажнении, поэтому долго находиться на поверхности они не могут;
• мелкая моторика, вроде движений плавников и сокращения мышц, не прекращается никогда, в отличие от других млекопитающих;
• во время периодов снижения активности, которое можно было охарактеризовать как сон, дельфины не переставали всплывать на поверхность для дыхания или же, наоборот, нырять в глубину для увлажнения кожи;
• мозговая активность никогда не снижалась до уровня других животных и людей в спящем состоянии.

Особенности строения мозга

Однако изыскания в области сомнологии (наука о сне) показали, что механизмы и фазы сна одинаковы у всех высших животных. А в его отсутствии на протяжении более чем двенадцати дней у живого существа развиваются психические и поведенческие нарушения, а затем оно погибает.

Это заставило еще раз пересмотреть теорию об отсутствии сна у дельфинов и провести более глубокие исследования. Полученные данные были просто поразительными:

1. Дельфины все-таки спят.
2. У них наблюдается несколько иное строение мозга, позволяющее полушариям функционировать отдельно друг от друга.
3. Во время сна у всех китообразных правое и левое полушария спят попеременно, в то время как бодрствующее принимает на себя функции по управлению организмом.
4. У дельфинов есть способность ощущать магнитные потоки, что позволяет им не прекращать движение в определенном направлении в состоянии сна.

Как спит дельфин

Получается, что дельфины уходят в сон отдельно каждым полушарием головного мозга , при этом соответствующий спящему полушарию глаз закрыт, а не спящему – открыт. На время отдыха умные животные уходят с глубин опасного океана, где им угрожают аулы, на отмель.

Однако спать даже с одним открытым глазом могут только взрослые дельфины, в первый месяц жизни дельфинята действительно не засыпают. В этот же период вынуждены вести более активный образ жизни и самки, ухаживающие за новорожденными. Ученые полагают, что эта особенность обусловлена особым гормональным фоном.

Во время исследований сна также было выявлено, что китообразные способны видеть сны . Такой вывод ученые сделали, наблюдая за реакцией. Спящие животные издавали звуки, тревожились и проявляли другие эмоции, характерные для активности мозга.

Еще интересные факты

А еще, исследуя аномалии сна дельфинов, ученые параллельно сделали несколько интересных открытий. Оказывается, у каждого члена группы есть имя, которое он выбирает себе сам. Поэтому они могут идентифицировать друг друга и звать конкретную особь.

Также последние наблюдения подтверждают наличие развитой социальной структуры внутри отдельной стаи и способность к сопереживанию. Эти факты способствовали признанию дельфинов личностями в ряде одних стран и полном запрете на дельфинарии и любые использования китообразных для развлечений в других.

Интересно, что смогли установить, каким образом спит дельфин, наши советские ученые. Они проводили исследования в этой области. У животных регистрировались биотоки мозга. Для этого их содержали в бассейне, а в мозг вживлялись электроды, с помощью радиоволн велась запись. Именно тогда и было установлено, что дельфины полностью не спят никогда, спит каждое полушарие мозга поочередно. На время сна уходит 6 или 7 часов. Происходит это потому, что у дельфинов в отличие от рыб нет жабр, потому они вынуждены каждые 5-7 минут всплывать на поверхность воды, чтобы вдохнуть воздух.

Дельфины никогда не спят полностью, если можно так сказать, у них по очереди спят то левое то правое полушария мозга, кроме того во время сна они периодически открывают глаза. Спят дельфины по 6-7 часов в сутки. Одна половина мозга всегда контролирует положение в воде, иначе бы дельфин просто утонул, а маленькие дельфинята не спят вообще. Спят они на маленькой глубине и медленно погружаются вниз, им приходится время от времени ударять хвостом, чтобы подняться на поверхность и вдохнуть воздух.

Дельфины спят на малой глубине (около полуметра от поверхности) в водомах, где обитают.

Они дремлют то закрывая, то открывая глаза. Вс время начеку.

Два разных полушария мозга (левое и правое) спят не одновременно. Пока одна половинка отдыхает, вторая отвечает за ориентацию и бодрствует. В таком состоянии дельфины иногда даже охотятся.

Продолжительность сна дельфина — 6-7 часов в сутки.

Новорожденные дельфины первый месяц вообще не спят.

У дельфинов очень необычный сон. Они являются млекопитающими и вместо жабр дышат легкими. Поэтому, что бы не утонуть дельфин должен через небольшие промежутки времени всплывать на поверхность за новой порцией воздуха. Поэтому даже во время сна, который занимает 6-7 часов эти животные наполовину бодрствуют. Две половинки их мозга работают попеременно: пока активно левое, правое дремлет и наоборот.

Дельфины спят в воде. Им надо обязательно дышать воздухом, поэтому они спят не глубоко и с одним открытым глазом, а так же с работающим одним полушарием мозга. Когда одно спит, то другое не спит и следит за происходящим. В общем, я бы сказала, что дельфинам сложновато спать.

Дельфины уникальные млекопитающие не только по своему умственному развитию и дружелюбному отношению к человеку, но по способу сна. Понятно, что полностью засыпать для дельфина было бы очень опасно — легко можно полностью погрузиться в воду и просто утонуть, что было бы обидно для существа всю жизнь проводящего в воде. Поэтому дельфины спят разными полушариями мозга по очереди. При этом, так как у дельфинов так же как и у людей, правое полушарие отвечает за левую половину тела и наоборот, когда спит правое полушарие бодрствует правый глаз. Так же спят и большинство китообразных, за исключением кашалота, но тот вообще большой оригинал — он спит очень короткие промежутки времени вставая торчком и высунув голову из воды.

Как известно, дельфины спят, только сон у них особенный, потому что в фазе глубокого сна наступает полное расслабление и если дельфины глубоко уснут, то и утонуть могут. Поэтому у дельфинов полушария головного мозга отдыхают не одновременно, а по очереди. Спит то одно полушарие, то другое. То, которое не спит, контролирует управление телом и следит, чтобы дельфин вовремя поднимался на поверхность, чтобы вдохнуть воздух.

Дельфины это единственное животное которое не спит полностью. Они живут в море, но дышат воздухом и поэтому если глубоко уснут, то могут потерять над собой контроль и не смогут выплыть на поверхность для очередного вдоха воздуха. Полуспящий дельфин вполне может охотиться. У дельфинов два полушария мозга спят по очереди и дельфин никогда не замирает в полной неподвижности, а постоянно всплывает чтоб набрать воздуха.

Дельфины спят закрыв только один глаз, а вторым бдят. Можно сказать, что спят наполовину. Это связано с контролем процесса дыхания, необходимостью всплытия к поверхности воды для глотка воздуха. Поэтому и в таком сне они находятся на мелководье или небольшой глубине от поверхности.

Когда дельфин спит он держится на плаву где-то в полумерах от поверхности воды, это как люди которые спят и дышат носом, точно так же они когда приходит время ударяют хвостом об воду, пару движений на автомате, чтоб подняться на поверхность и набрать воздух, а далее постепенно погружаются дальше медленно в воду, за это отвечает какая нибудь половина мозга, в то время когда одна часть спит.

«Киты (а дельфины относятся к подотряду зубатых китов) спят на поверхности воды», — вот все, что смог ответить на этот вопрос один из авторов книги о дельфинах. Сказано точно, но слишком кратко.

Подобно всем млекопитающим, дельфины дышат легкими. Единственная их ноздря – так называемое дыхало – расположена на приподнятой части темени. Поэтому даже во сне животное должно постоянно сохранять в воде определенное положение. Но, как принято считать, глубокий сон тем и отличается от бодрствования, что в это время у любого животного расслабляются мышцы и оно может принимать различные позы. Дельфины себе этого позволить не могут. Значит ли это, что они вообще не спят по-настоящему?

Чем оригинальней гипотеза, тем более убедительных доказательств она требует. А вот их-то у Лиллу и не было. В то же время его догадку нельзя было считать и чисто умозрительной. К ней американского ученого толкали некоторые факты и прежде всего случайно открывшаяся необычная зависимость дыхания дельфинов от состояния их нервной системы.

Давно, когда Лилли еще только начинал работать с дельфинами, несколько опытных физиологов в лаборатории Маринлэнда впервые собирались составить карту коры головного мозга дельфинов. Для этого, по принятой методике, животных нужно было прежде всего лишить возможности двигаться. «Дельфина вынули из воды и поместили в стакан, — рассказывает в своей книге Джон Лилли. – Д-р Вулси ввел ему рассчитанную дозу наркотического препарата – нембутала. Эта доза – тридцать миллиграммов на килограмм веса – была лишь чуть меньшей той, какая обычно применяется для приматов, так что животное должно было погрузиться в глубокий сон… Последующие полчаса оказались для всех нас чрезвычайно мучительными. Дыхание дельфина становилось все реже и реже, и, наконец, сердце его остановилось».

Предположения о слишком большой дозе или специфическом действии именно нембутала не оправдались. Последующие эксперименты показали, что самые незначительные количества любых наркотиков неизбежно приводили животных к гибели, причиной которой была остановка дыхания. «Это было обескураживающее, неожиданное открытие», — признается Лилли.

Обезьяны, собаки, кошки, как и другие млекопитающие, в наркотическом сне продолжают нормально дышать. Дельфины почему-то выпадали из этого ряда. Напрашивалась мысль о том, что дельфины дышат не рефлекторно, а управляют дыханием сознательно. Лишь это могло объяснить, почему даже легкое воздействие на нервную систему вызывало непоправимые последствия.

Для биолога Л.М. Мухаметова, специализировавшегося на изучении физиологии сна, дельфины представляют особый интерес. И в первую очередь описанной выше непонятной связью между сном и дыханием.

Один из основных приемов исследования высшей нервной деятельности – введение электродов в различные структуры живого мозга. Правда, для того, чтобы использовать традиционную методику на дельфинах, пришлось проявить немалую изобретательность: животное нужно было подключить к приборам, не ограничивая, или хотя бы не слишком ограничивая его свободу. Пришлось придумать не только способы надежного вживления электродов в мозг животного, но и использовать специальный антивибрационный кабель, соединяющий их с регистратором и не мешающий передвижениям дельфинов.

На время опытов дельфинов переводят в маленький бассейн. Прямо из головы животного торчат уходящие вверх провода. Серая живая торпеда кружит в воде, изредка взглядывая на посетителя большим умным взглядом. Разработанная методика дала ученым дала ученым возможность непрерывно и длительно наблюдать объективную картину деятельности мозга дельфина, в каком бы состоянии – будь то сон или бодрствование – он ни находился.

И вот теперь в их руках неопровержимые факты. Оказалось, что дельфины, как и другие млекопитающие, спят и достаточно продолжительно и непрерывно. И дышат дельфины во сне. И тем не менее не все у них, как у наземных млекопитающих. Прежде всего они продолжают во сне плавать. Причем не пассивно, как покачивается в море пустой бочонок, а постоянно перемещаясь по поверхности бассейна.

Сон в движении или движение во сне? Хотя разве не так ведут себя лунатики? Спящий человек с закрытыми глазами не только стоит, ходит, но и совершает подчас чудеса баланса. Правда, лунатизм – явное нарушение психики, а здесь вполне здоровые животные. Было чему удивляться! Исследования продолжались, и тут ученых по подстерегала самая большая неожиданность: правая и левая половины мозга спящих дельфинов находились явно в различных состояниях. Этому трудно было поверить, никто еще никогда не наблюдал ничего подобного! Судя по кривым биопотенциалов, когда одно полушарие спало, другое бодрствовало или было в состоянии, весьма напоминающем бодрствование. Причем в активном и заторможенном состоянии полушария находились поочередно, регулярно меняясь ролями через каждые несколько десятков минут.

Для чего же дельфину понадобилось обзавестись столь необычной способностью? Если активность одного из полушарий действительно означает бодрствование, то, может быть оно выполняет в это время какие-то сторожевые функции? Правда, по настоящему опасных врагов у дельфинов не так уж много, но не следует забывать и о коварстве окружающей его водной стихии.

Постоянно, даже во сне, сохранять бдительность – качество для дикого зверя неоценимое. Почему бы дельфину в дополнение к другим своим великолепным способностям не обладать еще и этим свойством? Полностью отбрасывать такую возможность пока не нужно. Тем более что в ее пользу говорят и некоторые другие наблюдения. Замечали, например, что у спящих дельфинов бывает открытым один глаз. Не связано ли это «недремлющее око» с бодрствующим полушарием?

И еще. Не исключено, что поочередное бодрствование одного из полушарий необходимо дельфину для организации сложной цепи хорошо координированных дыхательных движений. В этом случае становится вполне понятной гибель животных в лаборатории: введенное наркотическое вещество нарушает нормальную деятельность сразу двух половин головного мозга и таким образом выключает дыхание.

Любое живое существо нуждается в отдыхе для восстановления сил организма. Так задумано самой природой. Сон необходим всем — птицам, млекопитающим, любым животным высшего порядка, к которым относимся и мы — люди. Мы с вами привыкли ассоциировать сон с состоянием полного расслабления и неподвижности. Именно так спят практически все представители высокоорганизованной сауны.

Для львов характерно спать на спине большую часть суток. Слонам в Африке свойственно дремать стоя на протяжении двух-трех часов. Длинноногие жирафы для отдыха сворачиваются калачиком.

Но как спит дельфин? Ведь никто и никогда не видел его неподвижным. Эти удивительные животные всегда перемещаются в водном пространстве с необычайной легкостью и грацией. Создается впечатление, что они бодрствуют круглосуточно, и сонное состояние им не свойственно в принципе.

Но данное предположение неверно, что наконец-то доказано современными научными исследованиями.

Как устроено дыхание у дельфинов?

Мы, люди, над своим дыханием вряд ли когда-либо задумываемся — для нас этот процесс является естественным. Но у дельфинов все немного сложнее. Через каждые 5 или 10 минут любой из дельфинов нуждается во всплытии на поверхность для пополнения кислородного запаса, что предполагает слаженность работы мышц и головного мозга.

Все давно знают что дельфин — не рыба, а самое настоящее млекопитающее. Причем они считаются вторичноводными млекопитающими. То есть предки их первоначально существовали в водной стихии, но с течением времени освоили сушу и смогли дышать при помощи легких. Причины, по которым подобные животные возвращаются в водную стихию, ученым неизвестны.

Такие млекопитающие, не в пример рыбам, не имеют органов или приспособлений, позволяющих дышать под водой. То есть жабрами они не обладают. Чтобы запастись воздухом для дыхания, дельфину необходимо всплыть на поверхность.

Органы дыхания дельфинов

Следовательно, ведя жизнь морского обитателя, дельфин продолжает дышать легкими. У него имеется специальный клапан, который дельфин открывает, приближаясь к водной поверхности. Совершив выдох и вдох, животное закрывает клапан и уносит свежую порцию кислорода под воду. Данный процесс достаточно сложен для организма и практически невозможен в сонном состоянии.

Впрочем, полученной порции воздуха хватает, как было сказано выше, на целых пять-десять минут. Многие годы биологов занимал вполне очевидный вопрос — как спит дельфин в таком режиме, ведь промежутки времени через которые это млекопитающее должно всплывать, чтобы получить порцию атмосферного кислорода, достаточно коротки.

Вопросы, вопросы…

Было выдвинуто множество версий. Самая экстремальная из них утверждала, что дельфины и вовсе не нуждаются во сне, то есть никогда не пребывают в данном состоянии. По другой теории, им присущ кратковременный отдых между всплытиями на поверхность.

А спят ли дельфины вообще? Долгое время этих животных считали сомнамбулами, отдыхающими в состоянии напряжения мышц и с открытыми глазами. Полагали также, что им свойственны периоды сна в короткие промежутки между вдохом и выдохом, а пробуждаются они от химических изменений состава припасенной порции кислорода.

Часть ученых приписывали дельфинам автоматизм действий, словно лунатикам. Чтобы определить истинное положение дел, были организованы исследования, в которых предполагалась регистрация биотоков дельфиньего мозга.

Как спит дельфин — слово науке

Процедура эта весьма непростая. Животных потребовалось поместить в бассейн, в мозг им вживляли электроды. Запись подаваемых сигналов осуществлялась при помощи радиоволн, что давало возможность дельфинам вести привычный образ жизни.

Работа велась на черноморской биостанции исследователями из Академии Наук. Чтобы узнать, наконец, как спят дельфины, советские ученые А. Я. Супин и Л. М. Мухаметов, представители ИЭМЭЖ (Института эволюционной морфологии и экологии животных) организовали наблюдение за млекопитающими, которое осуществлялось как в вольерах, так и в открытом бассейне.

Для вживления в мозг электродов выбрали несколько экземпляров афалин и азовок. Животным дали возможность привычно резвиться, во время чего с помощью радиосигнала велась запись электроэнцефалограммы мозга. Полученный рисунок давал возможность проследить за активностью каждого из его полушарий.

Что же получилось?

Итогами исследования ученые были просто-напросто шокированы. Выяснилось, что полное погружение в сон дельфинам не свойственно. То есть мозг их остается активным непрерывно. Открытием стало то, что его полушария в буквальном смысле спят по очереди. Каждое из них получает порцию полноценного нормального сна в течение примерно 6 часов на протяжении суток. С интервалом в час или полтора происходит замена, когда в сон погружается противоположное полушарие.

Интереснее всего то, что во время такого сна дельфин может вести себя, как ни в чём ни бывало — плавать, охотиться и так далее. Так что определить невооруженным глазом, спит в настоящий момент данная особь или нет, сторонним наблюдателям вряд ли представляется возможным.

Как спит дельфин — глаза открыты или нет?

Почти все, и люди, и животные, во сне глаза закрывают. А как обстоит дело с дельфинами? В полном соответствии с поочередными бодрствованиями каждого из полушарий! То есть, один глаз у спящего дельфина всегда закрыт.

Почему дельфины спят с одним открытым глазом? Ещё до исследования многие обращали внимание на то, что один глаз у дельфинов часто бывает закрыт, но связать это со сном никто прежде не догадывался. Таким образом, в результате исследования родилась самая настоящая научная сенсация.

Оказывается, природой дельфинам была подарена поистине волшебная возможность одновременного отдыха и бодрствования. То есть полного и глубокого сна, как у других млекопитающих — с отключением обоих полушарий мозга — у дельфинов никогда не происходит.

Как это выглядит

Теперь мы с вами понимаем, как спит дельфин. Каждое из полушарий поочередно несет свою вахту. Затем они меняются местами. Активное полушарие погружается в сон, противоположное начинает бодрствовать. Когда же стадия сна у дельфина проходит, оба полушария включается в работу.

Данный эволюционный механизм предусмотрен природой с целью выживания вида. Постоянно бодрствующее одно из полушарий решает вопрос доставки к мозгу кислорода и предупреждает опасность захлебнуться.

Дельфины – создания поистине удивительные, над их образом жизни ученые не раз ломали головы. О том, как эти млекопитающие дышат под водой, удалось выяснить достаточно быстро: дельфины выныривают на поверхность, чтобы глотнуть воздуха, и этого запаса кислорода им хватает на 10-15 минут. Но вот вопрос, как спят дельфины, долго ставил исследователей в тупик.

Дельфины – млекопитающие, дышат кислородом, но живут в воде. Кожа у них очень нежная что бы долгое время находиться на поверхности без воды. Значит дельфины не могут спать плывя у поверхности воды. Но спать под водой они тоже не могут, нужно подниматься на поверхность что бы глотнуть воздуха.. Так как же они тогда спят?

Некоторое время считалось, что дельфины вообще не нуждаются во сне, хотя это казалось абсурдным – отдых необходим каждому живому существу. Тогда появилась теория, что они спят с отрытыми глазами, но и она не подтвердилось. Затем ученые выдвинули предположение, что дельфины могут спать урывками в промежутках между глотками кислорода, но и эта теория оказалась неверной, хотя уже ближе к разгадке.

Материалы по теме:

Интересные факты о дельфинах

И только последние исследования подтвердили, что дельфины, как и все млекопитающие, всё же спят. Но отдых у них не совсем обычный. Ведь для полноценного сна необходимо пребывать в состоянии неподвижности, то есть – не контролировать свое тело. А для подвижных дельфинов такой отдых невозможен, поскольку они вынуждены регулярно подниматься на поверхность за кислородом.

Природа всё устроила так, чтобы дельфины отдыхали, не замирая в неподвижности. Как же тогда они спят? Ученым удалось найти ответ на этот вопрос путем изучения мозга дельфинов при помощи биотоков. И вот тогда загадка прояснилась. Мы все знаем, что во время сна, и у человека, и у животных, “отключаются” оба полушария. Но только не у дельфинов. Как выяснилось, у дельфинов левое и правое полушария спят по очереди, и пока одно отдыхает – другое бодрствует. Через полтора часа они сменяют друг друга: полушарие, которое отдыхало, становится активным, а которое бодрствовало, засыпает. Именно так дельфин спит, а когда просыпается – в активном режиме уже оба полушария. Также стало понятно, почему у дельфинов иногда закрыт один глаз – они всего лишь видят сладкие сны.

Дельфины могут оставаться в бодрствующем состоянии больше двух недель, засыпая только одной половиной мозга, выяснили ученые.

Исследование показало, что дельфины, таким образом, постоянно могут наблюдать за акулами. В отличие от наземных млекопитающих, дельфины спят только одной половиной мозга в любой момент времени. Половина их мозга отдыхает, тогда как другая остается настороже, и они постоянно меняют активную сторону.

«После непрерывного бодрствования в течение многих часов и дней человек и другие животные вынуждены прекратить всякую активность и заснуть», — объяснил Брайан Бранстеттер (Brian Branstetter), морской биолог из американского Национального фонда по морским млекопитающим в Сан-Диего. «У дельфинов нет таких ограничений, а если бы и были, то они скорее всего утонули или стали легкой добычей».

Чтобы убедиться в бдительности дельфинов, ученые проверили их способности сканирования окружающей среды. Дельфины используют эхолокацию, чтобы составить представление о мире — биологическую форму звуковой локации, при которой они издают «свист» и слушают эхо, чтобы обследовать обстановку.

Ученые выяснили, что эти животные могут использовать эхолокацию непрерывно в течение 15 дней. В исследовании два дельфина выполняли задание на сканирование специальных модулей с помощью эхолокации. Возможно, дельфины способны не спать намного дольше, но исследователи дальше не проверяли.

«Дельфины могут продолжать плавать и думать в течение многих дней без отдыха и сна, может быть, даже бесконечно», — объяснили ученые.

Способность спать только одной половиной мозга развилась у дельфинов для того, чтобы они могли дышать на поверхности воды, даже когда они наполовину уснули. Также свою роль сыграла необходимость оставаться начеку.

Дети, которых воспитали животные

10 тайн мира, которые наука, наконец, раскрыла

2500-летняя научная тайна: почему мы зеваем

Чудо-Чина: горох, способный подавлять аппетит на несколько дней

В Бразилии из пациента вытащили живую рыбу больше метра длиной

Неуловимый афганский «олень-вампир»

6 объективных причин не бояться микробов

Первый в мире кошачий рояль

Невероятный кадр: радуга, вид сверху

#сидимдома. 20 фактов, о которых вы не догадывались

Даже сейчас в окружающем нас мире происходит много интересного. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию двадцать интересных фактов из мира природы, науки и повседневной жизни.  

1. Человеческий мозг генерирует за день больше электрических импульсов, чем все телефоны мира вместе взятые.
2. Низкочастотный крик горбатого кита — самый громкий звук, изданный живым существом.
3. У гигантского кальмара при длине тела до 18 м глаза размером с футбольный мяч.
4. Десять тонн космической пыли каждый день падает на Землю.
5. Ленивцы проводят 75% жизни во сне.
6. Язык жирафа абсолютно черный, а его длина может достигать 50 см.
7. Во Вселенной более 100 миллиардов галактик.
8. Гавайский алфавит состоит из 12 букв.
9. Температура -40 градусов по Цельсию точно равна температуре -40 градусов по Фаренгейту. Это единственная температура, в которой две этих шкалы сходятся.
10. Ежегодно более 10 миллионов тонн азота приносится на Землю грозами.
11. Предложение: «The quick brown fox jumps over the lazy dog» содержит все буквы английского алфавита.
12. Серый кит мигрирует на расстояние 12500 миль от Арктики до Мексики и назад каждый год.
13. Двух снежинок с абсолютно одинаковой кристаллической структурой не существует.

14 Дельфины спят с одним открытым глазом.

15. Обоняние собаки в 1000 раз острее, чем у людей.
16. Колибри, как вертолёты, могут, не меняя положения корпуса, летать в любую сторону по вертикали и горизонтали, и даже вверх ногами.
17. Во время линьки у некоторых птиц утрачивается способность к полету. Так, например, утки при этом не могут летать 20-35 суток, лебеди – почти 1,5 месяца.
18. Хоккейная шайба может развить скорость 160 километров в час.
19. Напряжение внутри молнии — порядка 100 000 000 вольт на метр.
20. Одной хорошей шариковой ручкой можно написать примерно 50 000 слов.

Дельфины не спускайте глаз, пока спят

У дельфинов есть хитрый трюк, который не предполагает прыжков в воздух ради рыб: они могут преодолеть недосыпание и сохранять постоянную бдительность в течение нескольких дней, давая отдых одной половине своего мозга, в то время как другая половина остается в сознании.

Поскольку дельфины должны периодически подниматься на воздух и следить за потенциальными хищниками, дельфины не могут свернуться клубочком и прятаться по ночам, как это делают наземные млекопитающие. Так что они должны оставаться в сознании и спать с открытым глазом.

Сэм Риджуэй из Программы морских млекопитающих ВМС США задавался вопросом, притупит ли эта постоянная бдительность их чувства, как недосыпание у людей (это знает любой, кто провел ночь напролет).

Чтобы исследовать влияние этого режима сна на дельфинов, Риджуэй и его коллеги обучили двух дельфинов реагировать на 1,5-секундные случайные звуковые сигналы на фоне 0,5-секундных сигналов. (Звуки были достаточно тихими, чтобы они не беспокоили дельфинов во время дневных плаваний вокруг своего аквариума, но случайный тон все равно привлекал внимание дельфинов.)

Даже после прослушивания гудка в течение пяти дней подряд дельфины продолжали реагировать на гудок так же резко, как и вначале.

Затем двое исследователей, Аллен Голдблатт и Дон Кардер, разработали тест на визуальные стимулы, чтобы проверить, так ли же бдительны глаза дельфинов. Они также продолжали наблюдать, реагируют ли дельфины на звуковые сигналы.

Дельфины обладают бинокулярным зрением (их глаза сидят по разные стороны головы), поэтому исследователи научили одного из дельфинов (по имени Сэй) распознавать две формы: либо три горизонтальные красные полосы, либо одну вертикальную зеленую полосу.Сначала они тренировали Сэй правым глазом.

Ученые думали, что, поскольку половина мозга дельфина будет спать во время тестирования, Сэй сможет распознать формы только с глазом, связанным с сознательной половиной ее мозга. Но она преподнесла им сюрприз: она направила свой левый глаз на формы, хотя этот глаз не видел их раньше.

Риджуэй сказал, что это должно означать, что информация передается между двумя полушариями мозга.

Дельфины оказались такими же острыми глазами, как и ушами: через 120 часов они все еще видели формы.

Исследователи проверили кровь дельфинов на предмет физических признаков недосыпания, но не смогли их найти.

Результаты исследования подробно описаны в выпуске от 1 мая журнала Journal of Experimental Biology .

• Видео — Детеныши дельфинов не спят
• Новости, изображения и информация о дельфинах
• 10 самых удивительных способностей животных

Как киты и дельфины спят, не утонув?

Морские млекопитающие, такие как киты и дельфины, всю свою жизнь проводят в море.Так как же им уснуть и не утонуть? Наблюдения за афалинами в аквариумах и зоопарках, а также за китами и дельфинами в дикой природе показывают два основных метода сна: они либо спокойно отдыхают в воде, вертикально или горизонтально, либо спят, медленно плавая рядом с другим животным. Отдельные дельфины также погружаются в более глубокий сон, в основном ночью. Это называется рубкой леса, потому что в этом состоянии дельфин напоминает бревно, плавающее на поверхности воды.

Когда морские млекопитающие спят и плавают одновременно, они находятся в состоянии, похожем на дремоту.Молодые киты и дельфины на самом деле отдыхают, едят и спят, пока их мать плывет, таща их за собой по течению — это место называется эшелонным плаванием. В это время мать также будет спать в пути. Фактически, она не может перестать плавать в течение первых нескольких недель жизни новорожденного. Если она будет это делать на какое-то время, теленок начнет тонуть; он не рождается с достаточным количеством жира или жира, чтобы легко плавать.

Продолжительное плавание утомляет младенца, в результате чего животное становится уязвимым для инфекции или нападения.Взрослые дельфины-самцы, которые обычно путешествуют парами, часто во сне медленно плавают бок о бок. Самки и молодняк путешествуют в более крупных стадах. Они могут отдыхать в одной и той же области, или животные-компаньоны могут спариваться во время плавания.

Во время сна дельфин афалина отключает только половину своего мозга вместе с противоположным глазом. Другая половина мозга бодрствует с низким уровнем активности. Эта внимательная сторона используется для наблюдения за хищниками, препятствиями и другими животными.Он также сигнализирует, когда нужно подняться на поверхность, чтобы подышать свежим воздухом. Примерно через два часа животное обратит этот процесс вспять, дав отдых активной части мозга и разбудив отдохнувшую половину. Этот паттерн часто называют кошачьим дреманием.

Дельфины обычно спят ночью, но только пару часов подряд; они часто активны поздно ночью, возможно, совпадая с этим периодом тревоги, чтобы питаться рыбой или кальмарами, которые затем поднимаются из глубины. По данным электроэнцефалограммы (ЭЭГ) дельфины-афалины тратят в среднем 33 человека.4 процента своего дня спят. Неясно, переживают ли китообразные сон во сне. Быстрое движение глаз (REM) — характеристика глубокого сна — трудно различить. Но было замечено, что у кита-лоцмана было шесть минут быстрого сна за одну ночь.

Чтобы не утонуть во время сна, очень важно, чтобы морские млекопитающие сохраняли контроль над своим дыхалом. Дыхало — это лоскут кожи, который, как считается, открывается и закрывается под произвольным контролем животного. Хотя это все еще предмет обсуждения, большинство исследователей считают, что для того, чтобы дышать, дельфин или кит должны быть в сознании и бдительными, чтобы распознать, что его дыхало на поверхности.

Люди, конечно, могут дышать, пока сознательный ум спит; наши подсознательные механизмы контролируют эту непроизвольную систему. Но при наличии произвольной дыхательной системы киты и дельфины должны держать часть мозга в состоянии готовности, чтобы вызывать каждое дыхание.

Другие методы помогают морским млекопитающим задерживать дыхание дольше, чем другие виды млекопитающих. Морские млекопитающие могут вдыхать больше воздуха с каждым вдохом, так как их легкие пропорционально больше, чем у людей.Кроме того, они обмениваются большим количеством воздуха с каждым вдохом и выдохом. Их красные кровяные тельца также несут больше кислорода. А при нырянии кровь морских млекопитающих попадает только в те части тела, которые нуждаются в кислороде — сердце, мозг и плавательные мышцы. Пищеварение и любые другие процессы должны подождать.

Наконец, эти животные имеют более высокую толерантность к углекислому газу (CO ₂ ). Их мозг не запускает дыхательную реакцию до тех пор, пока уровни CO ₂ не станут намного выше, чем может выдержать человек.Эти механизмы, являющиеся частью реакции морских млекопитающих при нырянии, являются адаптацией к жизни в водной среде и помогают во время сна. Китообразные сокращают количество вдохов, которые они делают в периоды отдыха; дельфин может в среднем от 8 до 12 вдохов в минуту, когда он достаточно активен, только для того, чтобы его частота дыхания упала до 3-7 в минуту во время отдыха.

На самом деле морские млекопитающие редко «утонут», так как они не дышат под водой; но они задыхаются от недостатка воздуха.Рождение под водой может вызвать проблемы у новорожденных китов и детенышей дельфинов. Это прикосновение воздуха к коже, которое вызывает первое, важное дыхание. А вскрытия иногда показывают, что животное никогда не поднимается на поверхность, чтобы сделать первый глоток воздуха. Та же проблема может возникнуть, когда животное попадает в рыболовную сеть. Если животное не может добраться до поверхности или в панике, оно может нырнуть глубже, где оно не сможет дышать и задохнется.

Очевидно, что безопасный сон в море может создавать проблемы, но система морских млекопитающих решила их.

Китообразные бдительно

У китообразных — в отличие от других млекопитающих — дыхание — это произвольное действие, которое включает регулярное возвращение на поверхность. Кашалоты дремлют в вертикальном положении, а когда дельфины спят, половина их мозга бодрствует. Как именно они могут это сделать?

Сон — жизненно важная физиологическая функция, связанная с памятью, осознанием и забывчивостью, не говоря уже о его когнитивных функциях.Он состоит из трех фаз: легкого медленного сна, глубокого медленного сна, парадоксального сна или быстрого сна (быстрого движения глаз). Однако некоторые морские млекопитающие, в том числе китообразные (киты и дельфины), являются исключением, когда дело доходит до режима сна.

Сон Unihemispheric

Сон можно изучать с точки зрения поведения, наблюдая за внешними признаками (осанка, неподвижность, глаза и т. Д.), А также путем регистрации физиологических или церебральных параметров (электроэнцефалография, электроокулография, магнитоэнцефалография, частота дыхания, температура).Запись всех этих параметров позволяет различать сон, бодрствование и различные фазы сна.

Это биологическое явление было изучено на некоторых китообразных, включая обыкновенного дельфина, морской свиньи, дельфина реки Амазонки, кита-пилота и белуху. Джон Лилли был первым, кто начал экспериментальное изучение дельфинов, начиная с 1964 года. Он заметил, что эти млекопитающие спят с одним открытым глазом. Позднее это исследование было распространено на пять видов китообразных. Исследование, проведенное в основном на животных в неволе, показало, что сон чаще всего однополушарный, что означает, что он производит медленные волны в одном полушарии головного мозга, а в другом — быстрые волны, типичные для бодрствования (рис. 1).Таким образом, периоды сна чередуются между двумя полушариями, но в целом каждое из них получает одинаковое количество сна.

Примеры электроэнцефалограмм, показывающих частоту медленных волн у морской свиньи и дельфина, характерную для однополушарного сна: периоды сна (красным и зеленым) чередуются между левым и правым полушариями мозга. По материалам Lyamin et al., 2008.

А. ГРОС — адаптированный де Лямин и др., 2008

Как спят китообразные?

Исследования китообразных в неволе показывают, что они спят менее одного часа, примерно десять раз в день (пять периодов в каждом полушарии). На фазы медленной волны приходится от 70 до 90% всего сна. Продолжительность сна и каждого периода варьируется у разных людей и видов, а также в зависимости от окружающей среды. В неволе фазы отдыха или сна происходят в основном ночью, а иногда и днем. В этих условиях на их распределение в течение дня, вероятно, влияет время кормления и деятельность человека.В естественной среде периоды сна и бодрствования, по-видимому, связаны с доступностью пищи в дневное время, дневными и сезонными миграциями, погодными условиями и социальным поведением. Таким образом, на циркадные ритмы китообразных влияют многие внешние факторы.

Часто можно увидеть спящих китообразных с одним открытым, а другим закрытым глазом. Даже если это поведение не связано строго со сном, между ними существует четкая взаимосвязь, когда фазы сна длинные. В периоды отдыха маленькие китообразные часто плавают медленно и непрерывно.Так обстоит дело с некоторыми видами морских свиней и дельфинов. В аквариумах это медленное плавание всегда происходит в одном и том же направлении (по часовой стрелке или против часовой стрелки) и не зависит от того, какое полушарие находится в неактивном состоянии. В дикой природе, однако, кажется, что китообразные медленно плавают в одном направлении: либо близко к поверхности, либо иногда, что более удивительно, в глубокой воде. У крупных китообразных также наблюдается плавание во время фаз сна. Животные остаются на поверхности с периодическим дыханием и медленными движениями хвоста.Косатки или некоторые крупные китообразные могут оставаться в таком состоянии около часа или более при низкой частоте дыхания. Исследователи также наблюдали неподвижных кашалотов близко к поверхности в открытом море, расположенных либо горизонтально, либо вертикально (рис. 3). Эти разные позы различаются не только между видами, но и между периодами сна. В любом случае китообразные не остаются неподвижными очень долго, и нет ничего необычного в том, чтобы наблюдать синхронное поведение в группе животных.

Кашалоты спят в вертикальном положении.Исследование Miller et al. в 2008 году показали, что кашалоты в основном спят в таком положении днем, с закрытыми глазами. Однако это положение встречается редко и, по-видимому, в основном используется для короткого сна (7% времени сна).

Преимущества держать глаза открытыми

Китообразные развиваются в водной среде при относительно низких для млекопитающих температурах. Однополушарный сон может быть механизмом адаптации к среде, в которой они живут. У китообразных — в отличие от других млекопитающих — дыхание — это произвольное действие, которое включает регулярное возвращение на поверхность.Таким образом, продолжение плавания во время сна позволит животным вернуться на поверхность и сохранить позу, необходимую для дыхания. Плавание во сне также необходимо для противодействия течениям, волнам и приливам. Например, некоторые речные экземпляры никогда не прекращают плавать всю свою жизнь. Плавучесть в основном проявляется в спокойное море; когда он более грубый, даже немного, китообразные плавают медленно или делают вялые движения хвостом, чтобы сохранить равновесие. Плавание также генерирует тепло, что позволяет им поддерживать температуру тела.Как млекопитающие, они вырабатывают тепло собственному телу с помощью механизмов терморегуляции в сложных температурных условиях, поскольку потеря тепла усиливается водой. Однополушарный сон может позволить поддерживать эти механизмы в активном состоянии как в теле, так и в мозге во время периодов отдыха, что позволяет избежать переохлаждения.

В дикой природе присутствие хищников требует постоянной бдительности, что также может объяснить, почему китообразные держат один глаз открытым во время сна: сохранять бдительность, постоянно следить за окружающей средой и поддерживать контакт с другими животными того же вида в своей группе. .Кроме того, другие данные показывают, что даже во время сна эти млекопитающие продолжают воспринимать определенный объем информации и сохранять высокий уровень бдительности во время фаз отдыха.

Парадоксальный сон китообразных

На основании имеющихся данных нельзя делать выводы о том, есть ли у китообразных парадоксальный сон. Фактически, энцефалографические исследования не смогли предоставить доказательств церебральных волн, характерных для этого типа сна, наряду с REM и непроизвольными мышечными движениями, которые лишь изредка наблюдались у нескольких видов китообразных.Хотя отдельные непроизвольные мышечные движения были зарегистрированы в определенных фазах отдыха, они не считаются достаточным показателем парадоксального сна. Кроме того, они могут возникать не только во время сна, но и тогда, когда животное бодрствует, поэтому возникает вопрос, действительно ли это явление указывает на парадоксальный сон без характерных мозговых волн. Возможно, что текущие исследования не смогли продемонстрировать парадоксальный сон по техническим причинам, таким как продолжительность и методы записи, или что парадоксальный сон принимает другую форму у китообразных.

Сон новорожденных китообразных

Однополушарный сон также был установлен у подростков и новорожденных в возрасте всего нескольких недель. Поддержание визуального контакта между теленком и его матерью имеет основополагающее значение в период, когда молодое животное наиболее уязвимо в окружающей среде, в том числе во время фаз отдыха. В течение нескольких недель после рождения у матери или новорожденного теленка не наблюдается плавания. Вместо этого они поддерживают непрерывное плавание с частым дыханием теленка, что несовместимо с длительными периодами сна.Некоторые исследования показывают, что телята относительно мало спят на первых этапах жизни, как и их матери. Эта способность оставаться активными и восприимчивыми после рождения имеет несколько преимуществ, включая уменьшение хищничества и поддержание температуры тела до тех пор, пока не наберется достаточно жира.

Сон Unihemispheric, кажется, дает значительные преимущества в среде, где развиваются китообразные. Это явление также встречается, хотя и в гораздо меньшей степени, у других морских млекопитающих, таких как тюлени.Тем не менее, у китообразных сон изучен гораздо меньше, чем системы коммуникации, эхолокация (использование звука для определения местоположения объектов в пространстве) или другие так называемые «активные» формы поведения, такие как охота или отношения между матерью и детенышем. Кроме того, из-за сложности наблюдения за сном среди китообразных в их естественной среде большинство исследований проводилось на образцах, содержащихся в неволе в неглубоких резервуарах, что, несомненно, влияет на регистрируемые данные. Тем не менее эта работа расширяет существующие знания об этих морских млекопитающих, поведение которых остается загадкой.

Анализ, взгляды и мнения, выраженные в этом разделе, принадлежат авторам и не обязательно отражают позицию или политику CNRS.

животных, которые спят с одним открытым глазом

Unihemispheric sleep — это уникальная адаптация, которая позволяет некоторым животным спать, при этом выполняя важные задачи, такие как дыхание или бдительность. Другими словами, половина мозга спит, а другая половина работает так, как будто бодрствует. Животные с этой необычайной способностью буквально спят с одним открытым глазом, в том числе и эти виды.

Афалины

Однополушарный сон часто встречается у морских млекопитающих. Это позволяет дельфинам-афалинам погрузиться в необходимый восстановительный сон, не утопая.

Белухи

Бодрствующая часть мозга контролирует дыхательные функции у белух и других водных млекопитающих, позволяя им при необходимости выходить на поверхность, чтобы получить воздух.

Амазонские ламантины

Эти интригующие травоядные также пользуются однополушарным сном, чтобы немного отдохнуть и не утонуть.Эта способность также помогает защитить вид от случайных хищников.

Южноамериканские морские львы

Способность спать с одним открытым глазом помогает этим уроженцам южного полушария отпугивать хищников и гарантирует, что они никогда не пропустят прием пищи.

Черные дрозды

Птицы — легкая добыча для множества животных, особенно для птиц среднего размера, таких как черные дрозды. Сон с одним открытым глазом позволяет этим существам отдыхать, не становясь жертвами.

Соколы-сапсаны

Эти птицы немного крупнее дроздов, но им все же нужно остерегаться более крупных хищников, включая большую рогатую сову и беркута.

Пингвины

Пингвины не только спят с открытыми глазами, они обычно спят стоя. Однополушарный сон помогает этим животным защитить своих детенышей от вязких хищников.

Утки кряквы

Бдительность во время сна особенно важна для этого вида.Более половины популяции кряквы становятся жертвами хищников в первые годы жизни.

Продолжение статьи

Наши популярные программы

Посмотрите, как мы делаем разницу для людей, домашних животных и планеты и как вы можете принять участие!

Фруктовые летучие мыши

Однополушарный режим сна чаще всего встречается у водных млекопитающих и птиц. Плодовые летучие мыши, по-видимому, являются первыми неморскими млекопитающими, обладающими этим признаком. Эти летучие мыши также следят за прячущимися хищниками, когда ловят шутих глаз.

Крокодилы

Ученые недавно наблюдали однополушарный режим сна у крокодилов, но до сих пор не до конца понимают, почему. У этих гигантов очень мало хищников, поэтому могут быть и другие причины, по которым они иногда спят с открытым глазом.

BBC — Земля — ​​Необычные стратегии сна животных

Поймать кипу в животном мире не всегда легко: вас ждут хищники; шумный молодой человек, за которым нужно следить; и хотя верхушка дерева может показаться безопасной ставкой для сна, существует риск падения.

Так много животных нашли необычные способы подремать, обеспечивая при этом наилучшие шансы на выживание.

Вот пять ритуалов сна для незнакомцев в животном мире.

Сон с одним открытым глазом

Идиома «спать с одним открытым глазом» стала реальностью для некоторых видов.

Феномен сна с одним закрытым глазом был , последний раз обнаружен у фруктовых летучих мышей Уолберга с погонами (Epomophorus wahlbergi) , но также встречается у морских млекопитающих, таких как обыкновенные морские свиньи, дельфины-афалины и некоторые тюлени, а также у многих других животных. птицы, включая домашних кур, крякв и пингвинов Гумбольдта.

Ученые из Южной Африки говорят, что летучие мыши являются первыми неморскими млекопитающими, у которых был зарегистрирован этот тип сна, и пишут, что около 21% наблюдаемых летучих мышей спали с одним открытым глазом, при этом их закрытый глаз был скрыт под ним. их крыло.

Такое поведение связано с однополушарным сном — когда одна половина мозга проявляет активность в бодрствовании, а другая — медленноволновую активность сна.

Сон Unihemispheric — это способ одновременного бодрствования и сна.Животные могут делать это, чтобы избежать нападения хищников, дышать под водой и позволить мозгу восстановиться после недосыпания.

Исследователи предполагают, что фруктовые летучие мыши Уолберга с эполетами могли развить стратегию, позволяющую сохранять бдительность в отношении хищников, таких как верветки и африканские венценосные орлы, которые, как было замечено, хватали летучих мышей с открытых насестов.

Якоря из морских водорослей для каланов

Плавание на спине во время сна может показаться расслабляющим, но каланы должны следить за тем, чтобы они буквально не сносились.

Пушистые млекопитающие — обладатели самой густой шерсти в царстве животных — часто закутываются в водоросли, чтобы оставаться на якоре во сне. Представители одного пола часто собираются на «плотах» выдр — группы до 100 каланов, обернутые нитями ламинарии, безмятежно плавающие на спине с поджатыми лапами на груди.

А в некоторых случаях каланов даже видели, держась за лапы во время сна, возможно, чтобы держаться вместе.

На суше млекопитающие тоже немного спят, но некоторые эксперты говорят, что они предпочитают спать в воде, вероятно, потому, что это безопаснее.

Солнечные птицы щеголяют грудью во время сна

Спящие самцы малахитовых солнечных птиц ( Nectarinia famosa ) могут взъерошить свои ярко-желтые грудные пучки, чтобы отогнать ночных хищников.

Цветные птицы редко демонстрируют свои грудные пучки днем, но ученые из Университета Квазулу-Натал, Южная Африка, наблюдали в неволе птиц, спящих с взбитыми пучками на груди всю ночь.

Инфракрасные записи показали, что птицы постоянно отображаются в ночное время.

Любое приближающееся животное может убедить, что оно смотрит в желтые глаза гораздо более крупного зверя, и держаться подальше.

Орангутаны делают матрасы

Орангутаны тщательно строят сложные гнезда, сплетая ветви и листья вместе, чтобы сделать «матрасы».

Все человекообразные обезьяны могут строить эти спальные платформы, и это единственные другие животные, кроме людей.

Строительство гнезда включает в себя сгибание и ломание большого количества листвы, чтобы сформировать большую и удобную платформу, которая принимает вогнутую форму во время сна.

Новое исследование показало, что содержащиеся в неволе орангутаны хорошо и крепко спали в этих гнездах, раскинувшись в лежачем положении на переде или на спине, по сравнению с павиинами, которые обычно спали вертикально и на страже.

Молодому орангутангу требуются годы, чтобы стать опытным строителем гнезда.

Предыдущее исследование показало, что они начинают заниматься строительством гнезд в возрасте шести месяцев и готовы к успешному выполнению этой задачи только примерно через три или четыре года.

Неясно, почему наши двоюродные братья-обезьяны создают эти сложные конструкции. В новом исследовании, опубликованном в Американском журнале физической антропологии, исследователи предполагают, что они, возможно, начали вить гнезда, чтобы избежать падения с высоких верхушек деревьев. Другая возможность, пишут они, состоит в том, что они делают платформы для сна «не потому, что они должны, а потому, что они могут».

Никакого отдыха для мам-дельфинов

У человека рождение ребенка означает прощание с нормальным сном. Но подумайте о матерях-афалинах, которые, как считается, в первые несколько недель после родов почти не спят, чтобы ухаживать за своим ребенком.

Было замечено, что дельфины и косатки в неволе не выходят на поверхность воды для отдыха в течение первых трех недель после родов. А исследование 2007 года показало, что в это время мамы и младенцы непрерывно плавают.

Дельфины способны спать в одном полушарии, и ученые предположили, что любые эпизоды сна, когда они спят с младенцем, скорее всего, будут очень короткими и фрагментированными.

Такое недосыпание в первые несколько недель жизни ребенка наблюдается только у дельфинов и косаток.Стратегия может заключаться в том, чтобы избегать хищников, и она позволяет маме и ребенку всегда быть рядом друг с другом.

Вы можете следить за BBC Earth в Twitter , Facebook и Instagram .

Спит с более чем одним открытым глазом

Подключение молекул

Транзисторы, диоды и другие элементы, составляющие кремниевый чип, могут быть небольшими, но для некоторых ученых они недостаточно малы. Эти исследователи пытаются сделать компоненты из отдельных молекул, которые будут намного меньше и позволят соответствующим образом уменьшить размер электронных устройств.

Но эта развивающаяся область, молекулярная электроника, сталкивается с некоторыми серьезными препятствиями, не в последнюю очередь с проблемой подключения одномолекулярного компонента к источнику электричества. Поскольку молекулы очень крошечные — всего миллиардные доли метра в длину, выяснение того, как их соединить проволокой, было непростой задачей.

Если вы подключаете обычную печатную плату, скажем, вы бы взяли резистор или другой компонент и припаяли провода к любому концу. Но основной подход в молекулярной электронике отличается: сначала вы делаете провод, создаете в нем крошечный зазор определенной ширины и плотно вставляете в него одномолекулярный компонент, чтобы он соединялся с обеих сторон.

Доктор Лидун Цинь и другие исследователи из Northwestern разработали процесс, который проще и эффективнее, чем другие методы, разработанные на сегодняшний день. Названный литографией на проводе и описанный в журнале Science, он использует электрохимическое осаждение для создания крошечных металлических проводов с использованием шаблона, который затем растворяется.

Каждая проволока в основном из одного металла — золота, обычно — с небольшими участками серебра или другого металла. Контролируя процесс осаждения, можно сделать серебряные секции очень короткими, чтобы они соответствовали размерам определенных молекулярных компонентов.

Затем провод прикрепляют к оболочке, чтобы он не развалился, и помещают в раствор, который вытравливает только серебряные части. Осталась золотая проволока с точными зазорами по длине, в которые могут быть помещены молекулярные компоненты. Пока что исследователи сделали зазоры размером всего пять нанометров, что недостаточно. Но чем больше поработать, тем больше разрывы должны сократиться.

Рыбные звонки после урагана

Ураган Чарли, обрушившийся на районы Флориды и других южных штатов в августе прошлого года, обрушился на части Флориды и других южных штатов.Десять человек погибли, миллионы потеряли электроэнергию, а материальный ущерб оценивается в 14 миллиардов долларов.

Но ураган, самый сильный, обрушившийся на материк с 1992 года, подействовал и на рыбу. Два исследователя из Университета Южной Флориды, доктор Джеймс В. Локашио и доктор Дэвид А. Манн, обнаружили, что сразу после шторма рыба на пути урагана издавала звуки ухаживания, которые были громче и продолжались дольше, чем те, что были в море. предыдущие дни.

Интуиция сыграла свою роль в открытии, о котором было сообщено в журнале Biology Letters.Ученые изучали ночные ухаживания песчаной форели и других видов в Шарлотт-Харбор, штат Флорида, в течение двух лет, используя подводную систему записи. Целью исследования было определить, где и когда происходил нерест.

Днем 13 августа Чарли пересек гавань, скорость ветра превышала 140 миль в час. Регистратор у дна гавани на глубине около 12 футов улавливал громкие низкочастотные грохоты.

После того, как ураган прошел быстро, записанный хор более частых криков рыбы, в основном от песчаной форели, был громче, чем в предыдущие девять дней.Более громкие звонки продолжались в течение следующих трех дней и начались на два с половиной часа раньше, чем обычно. Исследователи не уверены, почему произошли изменения, но предполагают, что шторм мог повлиять на распределение рыбы в гавани.

Good Whale News

Это был хороший год для североатлантических китов, одного из видов китов, находящихся под наибольшей угрозой исчезновения. На прошлой неделе ученые Национальной службы морского рыболовства подтвердили 28-е наблюдение пары мать-детеныш.Животные были сняты на видео у побережья Южной Каролины и ранее были замечены у побережья Флориды.

По количеству наблюдений этот год стал одним из лучших за всю историю наблюдений. По оценкам, осталось всего 300 североатлантических китов, поэтому чем больше детенышей будет замечено, тем больше будет надежд на то, что их сокращение может быть остановлено или обращено вспять.

Сон с открытыми более чем одним глазом

Сон жизненно важен для развития мозга и тела. Этот трюизм исходит из основных наблюдений за людьми и другими млекопитающими: сон максимален при рождении и постепенно снижается до взрослого возраста.

Но новое открытие угрожает выбросить эту здравую мудрость в окно. Исследователи обнаружили, что некоторые киты и дельфины не спят после рождения. И новорожденные, и их матери остаются активными в течение примерно месяца, а затем постепенно восстанавливают свой сон до нормального взрослого уровня через четыре или пять месяцев.

«То, что происходит, сильно отличается от того, что происходит у любого животного, с которым когда-либо сталкивались», — сказал доктор Джером Сигел, профессор психиатрии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и автор статьи, описывающей открытие в Nature.Доктор Сигел и его коллеги изучали новорожденных косаток и дельфинов-афалин, записывая их действия в бассейнах Sea World в Сан-Диего и в аквариуме в России.

Уже было известно, что дельфины проявляют необычное поведение в состоянии покоя: они спят с одним открытым глазом. В любой момент времени только одно полушарие мозга проявляет активность, характерную для определенного типа сна.

Дельфины никогда не демонстрировали сон с быстрым движением глаз, сказал доктор Сигел, но ученые подозревали, что это могло быть связано с тем, что изученные дельфины были недостаточно молоды.

Итак, когда доктор Сигель услышал о другом китообразном, косатке, рожденном в Морском мире, он послал своего студента Олега Лямина изучить его. «Он вернулся и был поражен, когда сообщил, что не только не было быстрого сна, но и вообще не было сна», — сказал доктор Сигел.

Вместо того, чтобы плавать на поверхности или лежать на дне бассейна, что является нормальным занятием во сне, изученные дельфины и киты непрерывно плавали и перемещались вокруг других животных, что является верным признаком сознания.«Несомненно, количество сна при рождении минимально», — сказал доктор Сигел.

Почему этим животным не нужен быстрый сон? «Возможно, REM-сон имеет функцию стимуляции мозга, а не-REM-сон — это скорее состояние покоя», — сказал он. «А поскольку у дельфинов никогда не бывает мозга в состоянии покоя, в этом нет необходимости».

«Но как они вообще обходятся без сна, — добавил он, — я понятия не имею».

Спят ли дельфины? И другие факты о дельфинах, которых вы не знали

11 сен Дельфины спят? И другие факты о дельфинах, которых вы не знали

Отправлено в 22:10 в круизах с дельфинами автор: bluewave2

В отличие от других морских существ, дельфины — млекопитающие, а это значит, что они могут утонуть, если время от времени не поднимутся на поверхность воды за воздухом.Наполнив легкие кислородом, дельфин может оставаться под водой примерно 10 минут. Как вы понимаете, это создает проблемы для сна, чего вы, скорее всего, не увидите во время круиза с дельфинами на заливе Мерреллс.

Наблюдать за дельфинами в их естественной среде обитания означает, что вы увидите, как они играют, как одно из самых социальных животных в океане, и, вероятно, услышите, как они общаются. А вот спящего дельфина вряд ли найдут. Даже если вы его заметили, это может быть неочевидно.

Как спят дельфины?

Дельфины спят в однополушарном сне, то есть они отдыхают только половину своего мозга за один раз. Одна часть мозга дельфина всегда бодрствует, позволяя другой стороне погрузиться в глубокий сон. И если вы когда-нибудь испытывали потребность спать с одним открытым глазом, у вас есть что-то общее с этими удивительно умными животными.

Глаз напротив спящей половины мозга во время покоя остается открытым. Другой глаз закрыт.Такой стиль сна позволяет дельфину оставаться достаточно бдительным, чтобы добраться до поверхности воды, чтобы пополнить свои легкие кислородом и не утонуть. Это также способ снова защитить хищников. Телята дельфинов особенно уязвимы для крупных морских хищников, таких как акулы, поэтому однополушарный сон помогает сохранить жизнь. Кроме того, телятам необходимо находиться рядом с матерями, чтобы кормить грудью, поэтому полусознательное состояние позволяет им оставаться рядом и кормиться, когда это необходимо.

Одно исследование с афалинами показало, что в течение первого месяца жизни теленка он и мать не спят 24 часа в сутки в течение первого месяца жизни.