Oleg Lyamin - Candidato di scienze biologiche, ricercatore senior presso l'Istituto di problemi di ecologia ed evoluzione dell'Accademia delle scienze russa e Utrish Dolphinarium LLC. Molto probabilmente, stasera, prima o poi, andrai a letto. Quando chiudi gli occhi, prima di addormentarti, immagina per un momento che stai fluttuando, facendo cadere le gambe e le braccia, in mezzo all'oceano, lontano dalla riva. Quando ti immagini in questa posizione, l'adrenalina ti scorre nel sangue e non hai affatto voglia di dormire. Ma se nuoti a lungo nella realtà, e non nella tua immaginazione, la fatica avrà il suo pedaggio. Senza eccezioni, tutti i mammiferi hanno bisogno di dormire, compresi quelli che vivono nell'acqua: balene e delfini. I cetacei moderni possono facilmente far fronte al sonno "nel limbo", ma i loro antenati erano animali terrestri. Gli antenati delle balene - i cetacei, o Pakicetus - lasciarono la terraferma e andarono nell'oceano a causa di cibo più accessibile e abbondante. All'inizio, i pakicetes cacciavano i pesci in acque poco profonde e tornavano sulla riva per riposare. Ma la competizione costrinse gli animali a nuotare sempre più lontano - nelle profondità dell'antico oceano Tetide, e l'opportunità di tornare sulla terraferma scomparve. Ho dovuto imparare urgentemente a dormire nell'acqua. I pakiceti lo hanno imparato per milioni di anni - e questo non è affatto sorprendente, perché un animale che si riposerà in mare aperto deve superare una serie di ostacoli mortali.
Il sonno delle balene e dei delfini moderni è stato a lungo un mistero per gli scienziati. È stato persino suggerito che i delfini non dormano affatto o dormano in modo irregolare tra un respiro e l'altro. In realtà, tutto si è rivelato più complicato e interessante.Compiti di maggiore complessità. In primo luogo, addormentandosi nell'acqua, il mammifero corre il rischio di morire per il freddo. Il calore generato dal corpo di un mammifero viene dissipato nell'ambiente. Poiché l'acqua conduce il calore più velocemente dell'aria, l'animale si raffredda più velocemente al suo interno. In secondo luogo, i mammiferi, a differenza dei pesci, hanno bisogno di alzarsi costantemente per respirare una nuova porzione d'aria. Pertanto, gli esseri che dormono nell'acqua devono fare uno sforzo per non affondare troppo in profondità, in altre parole, per non annegare. Infine, in un sogno, piccoli cetacei - delfini e pinnipedi possono diventare vittime di predatori. Dopotutto, non ci sono posti protetti per dormire nell'acqua (tane, nidi, altri rifugi, come negli animali terrestri), e, ancora, per respirare, è necessario galleggiare costantemente sulla superficie dell'acqua, dove sono più spesso attaccato dai predatori. Non dormire per respirare. Quindi, il sonno per gli antenati dei cetacei è diventato una vera prova: addormentarsi, era possibile non svegliarsi. Il sonno delle balene e dei delfini moderni è stato a lungo un mistero per gli scienziati. È stato persino suggerito che i delfini non dormano affatto o dormano in modo irregolare tra un respiro e l'altro. In realtà, tutto si è rivelato più complicato e interessante. All'inizio degli anni '60, il neurofisiologo americano John Lilly fornì alcuni suggerimenti sorprendenti su come dormono i delfini. Ma la ricerca su larga scala iniziò solo a metà degli anni '70 presso la stazione marittima di Utrish dell'Istituto Severtsov di ecologia e problemi evolutivi dell'Accademia delle scienze russa. La prima è la caratteristica più famosa e insolita del sonno dei cetacei, il cosiddetto sonno uniemisferico: mentre un emisfero del cervello del delfino dorme, l'altro è sveglio. Questo è chiaramente visibile sull'elettroencefalogramma del cervello (EEG): frequenti onde veloci di veglia in un emisfero sono registrate sullo sfondo di onde lente di sonno nell'altro. Gli emisferi dei delfini dormono a turno e ognuno riposa la stessa quantità di tempo. Oggi molte persone conoscono il sonno a metà testa: il fatto è riuscito a diventare popolare. Ma perché un tale sogno esiste nei delfini, e non nei mammiferi terrestri, è diventato chiaro solo in l'anno scorso, in gran parte dovuto alla ricerca presso la stazione di Utrish. John Lilly ha suggerito che i delfini respirano volontariamente, cioè, per respirare, devono essere costantemente coscienti. Si è formata un'opinione secondo cui l'emisfero sveglio durante il sonno svolge solo questo ruolo. Ma, come si è scoperto, questo non è del tutto vero. Studi speciali hanno dimostrato che la respirazione dei delfini può essere sia arbitraria che automatica. Come le persone. Secondo il punto di vista moderno, il sonno unemisferico è piuttosto associato alla necessità di monitorare ciò che sta accadendo intorno e muoversi costantemente. Pazzi del mare. immobilità - caratteristica importante sonno degli animali terrestri. Ma il delfino, per respirare, anche durante il sonno, ha bisogno di galleggiare periodicamente sulla superficie dell'acqua. È logico che il sonno dei cetacei proceda durante il nuoto continuo. I delfini e le balene sono unici in questa capacità. Poiché il movimento è accompagnato dalla produzione di calore - termogenesi muscolare, è necessario anche il "sonnambulismo" per non congelare e annegare. Vero, quelli grandi e grassi possono permettersi il lusso di dormire immobili. Quindi, le orche assassine dormono spesso, semplicemente librandosi vicino alla superficie dell'acqua. Ciò è dovuto alla loro massa significativa - fino a 6 tonnellate - e all'alto contenuto Grasso sottocutaneo che rallenta la perdita di calore. Tutti i piccoli cetacei - Azov, delfini di Commerson (il loro peso corporeo è inferiore a 100 kg) - dormono solo mentre si muovono. Anche le orche dormono in movimento finché non crescono e accumulano riserve di grasso. Inoltre, il grasso rende gli animali più galleggianti, quindi un'orca assassina adulta stabilizza più facilmente la sua posizione sulla superficie dell'acqua. dormo e vedo.È noto da tempo che i delfini hanno molte abilità insolite, inclusa la capacità di dormire con gli occhi aperti, più precisamente, con occhio aperto. Quando l'emisfero destro del cervello del delfino dorme, il suo occhio sinistro (opposto) è chiuso e l'occhio destro è aperto e viceversa. Questo è chiaramente visibile se l'EEG del cervello e la condizione degli occhi vengono registrati contemporaneamente. È interessante notare che l'occhio aperto, di regola, guarda verso i partner. Ad esempio, madri e bambini si susseguono sia durante la veglia che durante il sonno. Un'altra caratteristica del sonno dei delfini è l'assenza del sonno paradossale, durante il quale noi umani di solito sogniamo. Il sonno dei mammiferi terrestri è diviso in due fasi: lento e paradossale (sonno con movimento rapido degli occhi, o REM). Il sonno REM o i suoi segni sono stati registrati in tutti i mammiferi terrestri studiati (circa 100 specie) e uccelli (più di 15 specie). Tuttavia, questa fase non è stata ancora registrata nei cetacei. Forse questo è dovuto ai pericoli di tale sonno - durante la fase paradossale, tono muscolare e la velocità di reazione degli animali agli stimoli esterni. Gli animali perdono la capacità di sostenere temperatura costante- sangue caldo, che crea ancora più problemi agli animali nell'oceano che sulla terraferma. Quindi, circa 50-70 milioni di anni fa, un gruppo di mammiferi a sangue caldo come noi, persone che vivevano sulla terraferma, fu costretto a trasferirsi nell'acqua. Questi animali, che in seguito divennero delfini e balene, impararono non solo a cacciare, ma anche a riposare nell'oceano, un luogo in cui devi essere vigile ogni secondo. Ora, se oggi prima di andare a letto ti immagini ancora almeno per un minuto in mare aperto, capirai quanto siamo fortunati io e te. Dopotutto sonno ristoratore su una superficie dura: un lusso che non tutti possono permettersi.
Questa domanda non è nata per caso. Il fatto è che tutti gli animali superiori (inclusi uccelli, mammiferi e umani) non solo dormono necessariamente certa parte giorni, ma a un certo punto, quando si verifica il sonno più profondo, si rilassano completamente e perdono la mobilità.
I delfini non possono dormire così: vivono nel mare, ma respirano aria, e se si addormentano profondamente perderanno il controllo su se stessi e affogheranno, perché non potranno risalire in superficie per prendere aria per il respiro successivo.
Gli scienziati hanno notato da tempo che i delfini non si congelano mai in completa immobilità, sembrano sempre muoversi leggermente e di tanto in tanto salgono in superficie per respirare. Quindi i delfini dormono davvero? E se è così, e non c'erano dubbi, allora come?
Si è deciso di condurre uno studio sull'attività bioelettrica del loro cervello, in base al quale si può dire con certezza quando i delfini dormono e quando sono svegli.
Fino ad ora si dava per scontato che quando il sonno viene sostituito dalla veglia e viceversa, ciò comporta cambiamenti nell'intero cervello, sia nel suo emisfero destro che in quello sinistro, responsabili del lavoro delle due metà del corpo . Questo è il caso sia dell'uomo che di tutti gli animali il cui sonno è stato studiato in precedenza. Ma i delfini erano diversi.
I due emisferi del cervello del delfino non dormono contemporaneamente, ma a turno: mentre uno dorme, l'altro è sveglio. Dopo un po' cambiano ruolo: l'emisfero che era attivo si addormenta e quello “dormiente” rimane sveglio. L'emisfero "in servizio", quindi, fornisce il controllo del corpo del delfino, si assicura che salga in superficie in tempo per respirare aria e non si strozzi. Quindi dorme. Bene, quando si sveglia, entrambi gli emisferi sono collegati al lavoro.
Com'è bello svegliarsi la mattina, fare esercizi, lavarsi i denti e andare a scuola. Se gli scienziati improvvisamente ci prendono e ci mettono un cappello speciale, registreranno sicuramente l'attività elettrica del nostro cervello. Le cellule che compongono il nostro cervello generano continuamente segnali elettrici: vibrazioni. Durante il giorno, queste fluttuazioni saranno piccole e frequenti: più spesso, più ci comportiamo allegri e attivi. Ma uno scienziato vedrà un'immagine completamente diversa se si avvicina di soppiatto di notte. Nell'immagine dell'attività cerebrale appariranno fluttuazioni molto grandi, ma rare. Questa è la cosiddetta fase del sonno profondo: il momento in cui siamo immobili, il nostro corpo è rilassato e i nostri occhi sono chiusi. Dopo aver catturato un numero sufficiente di ragazzi e ragazze, oltre a zii e zie, gli scienziati si sono resi conto che dormono in un modo o nell'altro. Tutto Persone.
Ma gli scienziati non si sono fermati su questo. Cominciarono a catturare gatti, cani, maiali, ricci, galli ea misurare l'attività elettrica del loro cervello. Si è scoperto che il cervello degli animali a sangue freddo - lucertole, rane, salamandre - non sa dormire nel vero sonno profondo. Ma tutti gli animali a sangue caldo hanno questo sogno: uccelli, mammiferi e tu ed io. Gli scienziati suggeriscono che durante un tale sogno, il cervello è disconnesso dal mondo esterno e "assimila" le informazioni che ha ricevuto durante il giorno. E il corpo durante il sonno ripristina le forze perdute così che al mattino possiamo svegliarci e accogliere con gioia un nuovo giorno.
Ma anche questo non era abbastanza per gli scienziati. In effetti, oltre ai normali mammiferi terrestri, come cani e gatti, ci sono anche mammiferi marini completamente stravaganti. Questi sono delfini, balene, leoni marini, lamantini, otarie, otarie. Esternamente, molti di loro sono molto simili ai pesci. Ma non sono affatto pesci. Sono a sangue caldo, inoltre, mammiferi.
Tuttavia, mettere un berretto con elettrodi su una balena, e ancor di più convincerlo a denigrarla per un po ', è un compito difficile. Dopotutto, le balene non sono i compagni più accomodanti. Scienziati di tutto il mondo li hanno letteralmente inseguiti, perché sognavano di scoprire: come dormono?
Questo è stato seguito da ricercatori nazionali guidati dal Dr. O. I. Lyamin. Hanno registrato l'attività elettrica del cervello di balene e delfini 24 ore su 24 e sono giunti a una scoperta inaspettata. Allo stesso tempo, un emisfero delle balene "dorme", l'altro funziona. Quindi gli emisferi cambiano: quello attivo si addormenta e quello addormentato si sveglia. Il professor Lyamin ei suoi colleghi hanno chiamato questa scoperta "sonno unemisferico". Pertanto, i mammiferi marini possono muoversi continuamente.
Ma perché è necessario questo astuto sonno unemisferico? Il fatto è che i delfini hanno bisogno di respirare esattamente come noi. Non hanno branchie come i pesci. Devono nuotare in superficie ogni pochi minuti per respirare. Naturalmente, si potrebbe sonnecchiare sulla superficie dell'acqua per un'ora o due. Le grandi balene fanno proprio questo. Ma è pericoloso per i piccoli cetacei uscire, perché tutto è visibile nell'acqua, possono essere trovati e mangiati. È qui che il sonno uniemisferico aiuta i delfini. Mentre una metà del cervello dorme, l'altra metà lavora sodo. E poi cambiano. Questo è il modo complicato in cui i mammiferi marini respirano e nuotano tutto il tempo e non si stancano mai.
Artista Artyom Kostyukevich
La teoria secondo cui i delfini non dormono mai è stata sfatata, si addormentano, ma non proprio come le altre creature viventi. Per molto tempo, gli scienziati hanno parlato di veglia 24 ore su 24, sostenendo che i delfini sono animali superiori e non pesci o anfibi. E questo significa la necessità di risalire in superficie più e più volte per prendere fiato. In tali condizioni, il sonno sembra estremamente improbabile.
Gli scienziati hanno condotto molti studi sul comportamento dei delfini sia in cattività che nel loro habitat abituale. Ecco il loro risultato:
- l'animale deve fare respiro ogni quindici minuti;
- la pelle dei cetacei ha bisogno di una costante idratazione, quindi non possono rimanere a lungo in superficie;
- le abilità motorie fini, come i movimenti delle pinne e le contrazioni muscolari, non si fermano mai, a differenza di altri mammiferi;
- durante i periodi di ridotta attività, che potrebbero essere caratterizzati come sonno, i delfini non smettevano di risalire in superficie per respirare o, al contrario, di immergersi in profondità per idratare la pelle;
- l'attività cerebrale non è mai diminuita al livello di altri animali e persone in uno stato di sonno.
Caratteristiche della struttura del cervello
Tuttavia, la ricerca nel campo della sonnologia (la scienza del sonno) ha dimostrato che i meccanismi e le fasi del sonno sono gli stessi in tutti gli animali superiori. E in sua assenza per più di dodici giorni, un essere vivente sviluppa disturbi mentali e comportamentali, e poi muore.
Questo ci ha costretti a riconsiderare ancora una volta la teoria della mancanza di sonno nei delfini ea comportarci di più profonda ricerca. I dati ottenuti sono stati semplicemente sorprendenti:
- I delfini stanno ancora dormendo.
- Hanno una struttura cerebrale leggermente diversa, che consente agli emisferi di funzionare separatamente l'uno dall'altro.
- Durante il sonno, in tutti i cetacei, gli emisferi destro e sinistro dormono alternativamente, mentre quello della veglia assume le funzioni di controllo del corpo.
- I delfini hanno la capacità di percepire flussi magnetici, che consente loro di continuare a muoversi in una certa direzione durante il sonno.
Come dormono i delfini
Si scopre che i delfini vanno a dormire ciascun emisfero del cervello, mentre l'occhio corrispondente all'emisfero addormentato è chiuso e quello che non dorme è aperto. Per il tempo del riposo, gli animali intelligenti lasciano le profondità dell'oceano pericoloso, dove sono minacciati dagli aul, verso le secche.
Tuttavia, solo i delfini adulti possono dormire anche con un occhio aperto, nel primo mese di vita i delfini non si addormentano davvero. Nello stesso periodo, anche le donne che si prendono cura dei neonati sono costrette a condurre uno stile di vita più attivo. Gli scienziati ritengono che questa caratteristica sia dovuta a uno speciale background ormonale.
Studi sul sonno hanno anche dimostrato che i cetacei capace di sognare. Gli scienziati hanno fatto questa conclusione osservando la reazione. Gli animali addormentati emettevano suoni, erano ansiosi e mostravano altre emozioni caratteristiche dell'attività cerebrale.
Fatti più interessanti
Eppure, mentre studiavano le anomalie del sonno dei delfini, gli scienziati ne hanno contemporaneamente realizzati diversi scoperte interessanti. Si scopre che ogni membro del gruppo ha un nome che sceglie per se stesso. Pertanto, possono identificarsi a vicenda e chiamare un individuo specifico.
Inoltre, recenti osservazioni confermano la presenza di uno sviluppato struttura sociale all'interno di un gregge separato e la capacità di entrare in empatia. Questi fatti hanno contribuito al riconoscimento dei delfini come individui in alcuni paesi e al divieto totale dei delfinari e di qualsiasi uso dei cetacei per l'intrattenimento in altri.
È interessante che i nostri scienziati sovietici siano stati in grado di stabilire come dorme il delfino. Hanno fatto ricerche in questo settore. Le biocorrenti del cervello sono state registrate negli animali. Per fare ciò, sono stati tenuti in una piscina e gli elettrodi sono stati impiantati nel cervello e la registrazione è stata effettuata utilizzando le onde radio. Fu allora che si scoprì che i delfini non dormono mai completamente, ogni emisfero del cervello dorme a turno. Ci vogliono 6 o 7 ore per dormire. Questo accade perché i delfini, a differenza dei pesci, non hanno le branchie, quindi sono costretti a salire sulla superficie dell'acqua ogni 5-7 minuti per inalare aria.
I delfini non dormono mai completamente, se posso dirlo, a turno dormono a sinistra oa sinistra emisfero destro cervello, inoltre, durante il sonno, aprono periodicamente gli occhi. I delfini dormono 6-7 ore al giorno. Una metà del cervello controlla sempre la posizione nell'acqua, altrimenti il delfino annegherebbe semplicemente ei piccoli delfini non dormono affatto. Dormono a bassa profondità e affondano lentamente, di tanto in tanto devono colpire la coda per risalire in superficie e respirare aria.
I delfini dormono a basse profondità (circa mezzo metro dalla superficie) nei corpi idrici in cui vivono.
Sonnecchiano chiudendo e poi aprendo gli occhi. Sempre all'erta.
Due diversi emisferi del cervello (destro e sinistro) non dormono contemporaneamente. Mentre una metà riposa, l'altra metà è responsabile dell'orientamento ed è sveglia. In questo stato, i delfini a volte cacciano persino.
La durata del sonno di un delfino è di 6-7 ore al giorno.
I delfini appena nati non dormono affatto per il primo mese.
I delfini sono molto sogno insolito. Sono mammiferi e respirano con i polmoni invece che con le branchie. Pertanto, per non annegare, il delfino deve risalire in superficie a brevi intervalli per una nuova porzione d'aria. Pertanto, anche durante il sonno, che richiede 6-7 ore, questi animali sono semi svegli. Le due metà del loro cervello lavorano alternativamente: mentre la sinistra è attiva, la destra è dormiente e viceversa.
I delfini dormono nell'acqua. Hanno bisogno di respirare aria, quindi non dormono profondamente e con un occhio aperto, così come con un emisfero del cervello funzionante. Quando uno dorme, l'altro non dorme e controlla cosa sta succedendo. In generale, direi che per i delfini è difficile dormire.
I delfini sono mammiferi unici non solo a modo loro. sviluppo mentale e un atteggiamento amichevole nei confronti di una persona, ma secondo il modo di dormire. È chiaro che sarebbe molto pericoloso per un delfino addormentarsi completamente: è facile immergersi completamente nell'acqua e semplicemente annegare, il che sarebbe offensivo per una creatura che trascorre tutta la sua vita in acqua. Pertanto, i delfini dormono a turno con diversi emisferi del cervello. Allo stesso tempo, poiché nei delfini, così come negli esseri umani, l'emisfero destro è responsabile della metà sinistra del corpo e viceversa, quando l'emisfero destro dorme, l'occhio destro è sveglio. La maggior parte dei cetacei dorme allo stesso modo, ad eccezione del capodoglio, ma quello è generalmente un grande originale: dorme per periodi di tempo molto brevi, stando in piedi e sporgendo la testa fuori dall'acqua.
Come sapete, i delfini dormono, solo il loro sonno è speciale, perché nella fase del sonno profondo si instaura un completo rilassamento e se i delfini si addormentano profondamente, possono annegare. Pertanto, nei delfini, gli emisferi cerebrali non riposano contemporaneamente, ma a turno. Un emisfero dorme, poi l'altro. Quello che non dorme controlla il controllo del corpo e fa in modo che il delfino salga in superficie in tempo per respirare aria.
I delfini sono l'unico animale che non dorme completamente. Vivono nel mare, ma respirano aria e quindi, se si addormentano profondamente, potrebbero perdere il controllo di se stessi e non saranno in grado di nuotare in superficie per un'altra boccata d'aria. Un delfino mezzo addormentato potrebbe benissimo cacciare. Nei delfini, i due emisferi del cervello dormono a turno e il delfino non si blocca mai in completa immobilità, ma emerge costantemente per prendere aria.
I delfini dormono con un solo occhio chiuso e guardano con l'altro. Possiamo dire che sono mezzi addormentati. Ciò è dovuto al controllo del processo respiratorio, alla necessità di salire sulla superficie dell'acqua per una boccata d'aria. Pertanto, in un tale sogno, si trovano in acque poco profonde oa una profondità ridotta dalla superficie.
Quando un delfino dorme, rimane a galla a metà della superficie dell'acqua, è come le persone che dormono e respirano con il naso, allo stesso modo quando arriva il momento colpiscono l'acqua con la coda, un paio di movimenti su la macchina per salire in superficie e prendere aria, e poi gradualmente affondare ulteriormente lentamente nell'acqua, circa metà del cervello è responsabile di questo, mentre una parte dorme.
"Le balene (e i delfini appartengono al sottordine degli odontoceti) dormono sulla superficie dell'acqua", è tutto ciò che uno degli autori di un libro sui delfini potrebbe rispondere a questa domanda. Ben detto, ma troppo breve.
Come tutti i mammiferi, i delfini respirano con i polmoni. La loro unica narice - il cosiddetto sfiatatoio - si trova sulla parte rialzata della corona. Pertanto, anche in sogno, l'animale deve mantenere costantemente una certa posizione nell'acqua. Ma, come si crede comunemente, il sonno profondo differisce dalla veglia in quanto in questo momento i muscoli di qualsiasi animale si rilassano e può assumere varie pose. I delfini non possono permetterselo. Questo significa che in realtà non dormono affatto?
Più originale è l'ipotesi, più prove convincenti richiede. Ma Lillu non li aveva. Allo stesso tempo, la sua congettura non poteva essere considerata puramente speculativa. Lo scienziato americano vi è stato spinto da alcuni fatti, e soprattutto dall'insolita dipendenza della respirazione dei delfini dallo stato del loro sistema nervoso che è stata accidentalmente scoperta.
Molto tempo fa, quando Lilly stava appena iniziando a lavorare con i delfini, diversi fisiologi esperti del laboratorio di Marineland iniziarono a mappare per la prima volta la corteccia cerebrale del delfino. Per fare ciò, secondo il metodo accettato, gli animali dovevano prima di tutto essere privati della possibilità di muoversi. "Il delfino è stato tirato fuori dall'acqua e posto in un bicchiere", dice John Lilly nel suo libro. «Il dottor Woolsey gli ha iniettato la dose calcolata del narcotico Nembutal. Questa dose - trenta milligrammi per chilogrammo di peso corporeo - era solo leggermente inferiore a quella solitamente utilizzata per i primati, tanto che l'animale dovette cadere in un sonno profondo ... La mezz'ora successiva fu estremamente dolorosa per tutti noi. Il respiro del delfino divenne sempre meno frequente e alla fine il suo cuore si fermò.
Le supposizioni su una dose troppo elevata o su un effetto specifico del Nembutal non si sono concretizzate. Esperimenti successivi hanno dimostrato che le quantità più piccole di qualsiasi farmaco portavano inevitabilmente alla morte degli animali, la cui causa era l'arresto respiratorio. "È stata una scoperta scoraggiante e inaspettata", ammette Lilly.
Scimmie, cani, gatti, come altri mammiferi, continuano a respirare normalmente nel sonno narcotico. I delfini per qualche motivo sono usciti da questa serie. È nato il pensiero che i delfini non respirano in modo riflessivo, ma controllano consapevolmente il loro respiro. Solo questo potrebbe spiegare perché anche un leggero impatto su sistema nervoso causato conseguenze irreparabili.
Per il biologo L.M. Mukhametov, specializzato nello studio della fisiologia del sonno, i delfini sono di particolare interesse. E prima di tutto, l'incomprensibile connessione tra sonno e respirazione sopra descritta.
Una delle tecniche principali per studiare l'attività nervosa superiore è l'introduzione di elettrodi in varie strutture del cervello vivente. È vero, per utilizzare la tecnica tradizionale sui delfini, è stato necessario mostrare molta ingegnosità: l'animale doveva essere collegato ai dispositivi senza limitare, o almeno non limitare troppo la sua libertà. Ho dovuto trovare non solo modi per impiantare in modo affidabile gli elettrodi nel cervello dell'animale, ma anche utilizzare uno speciale cavo antivibrante che li collegasse al registratore e non interferisse con i movimenti dei delfini.
Per tutta la durata degli esperimenti, i delfini vengono trasferiti in una piccola piscina. Direttamente dalla testa dell'animale sporgono i fili che salgono. Un siluro grigio vivente volteggia nell'acqua, guardando di tanto in tanto il visitatore con uno sguardo grande e intelligente. La tecnica sviluppata ha dato agli scienziati l'opportunità di osservare continuamente e per lungo tempo un'immagine obiettiva dell'attività del cervello del delfino, in qualunque stato - che si tratti di sonno o veglia - possa essere.
E ora nelle loro mani fatti duri. Si è scoperto che i delfini, come altri mammiferi, dormono a lungo e continuamente. E i delfini respirano nel sonno. Eppure, non tutti, come i mammiferi terrestri. Prima di tutto, continuano a nuotare nel sonno. E non passivamente, come un barile vuoto ondeggia nel mare, ma si muove costantemente lungo la superficie della piscina.
Dormi in movimento o movimento nel sonno? Ma non è così che si comportano i pazzi? uomo addormentato con occhi chiusi non solo sta in piedi, cammina, ma a volte compie miracoli di equilibrio. È vero, il sonnambulismo è una chiara violazione della psiche, e qui ci sono animali abbastanza sani. C'era qualcosa di cui essere sorpresi! La ricerca è continuata e qui la sorpresa più grande attendeva gli scienziati: il giusto e metà sinistra i cervelli dei delfini addormentati erano chiaramente in stati diversi. Era difficile da credere, nessuno aveva mai visto niente del genere! A giudicare dalle curve dei biopotenziali, quando un emisfero dormiva, l'altro era sveglio o era in uno stato che ricordava molto la veglia. Inoltre, gli emisferi erano alternativamente nello stato attivo e inibito, cambiando regolarmente ruolo ogni poche decine di minuti.
Perché il delfino aveva bisogno di acquisire un'abilità così insolita? Se l'attività di uno degli emisferi significa davvero veglia, forse in questo momento svolge alcune funzioni di cane da guardia? Vero, per davvero nemici pericolosi i delfini non ne hanno così tanti, ma non bisogna dimenticare l'inganno dell'elemento acqua circostante.
Costantemente, anche in sogno, rimanere vigili è una qualità inestimabile per una bestia selvaggia. Perché il delfino non dovrebbe avere questa proprietà in aggiunta alle sue altre magnifiche capacità? Non è ancora necessario scartare completamente questa possibilità. Inoltre, anche alcune altre osservazioni parlano a suo favore. È stato notato, ad esempio, che i delfini addormentati hanno un occhio aperto. Questo "occhio dormiente" non è connesso con l'emisfero di veglia?
E inoltre. È possibile che la veglia alternata di uno degli emisferi sia necessaria affinché il delfino organizzi una complessa catena di movimenti respiratori ben coordinati. In questo caso, la morte degli animali in laboratorio diventa abbastanza comprensibile: l'introduzione sostanza stupefacente interrompe la normale attività di due metà del cervello contemporaneamente e quindi disattiva la respirazione.
Qualsiasi essere vivente ha bisogno di riposo per ripristinare la forza del corpo. È così che la natura lo intendeva. Il sonno è necessario per tutti: uccelli, mammiferi, qualsiasi animale di ordine superiore, inclusi noi - persone. Siamo abituati ad associare il sonno a uno stato di completo rilassamento e immobilità. È così che dormono quasi tutti i rappresentanti di una sauna altamente organizzata.
È normale che i leoni dormano sulla schiena per gran parte della giornata. Gli elefanti in Africa tendono ad addormentarsi in piedi per due o tre ore. Le giraffe dalle gambe lunghe si rannicchiano per riposare.
Ma come dorme un delfino? Dopotutto, nessuno lo aveva mai visto immobile. Questi fantastici animali si muovono sempre nell'acqua con straordinaria facilità e grazia. Sembra che siano svegli tutto il giorno e stato sonnolento non sono inerenti al principio.
Ma questa ipotesi è sbagliata, il che è finalmente dimostrato dalla moderna ricerca scientifica.
Come respirano i delfini?
Noi umani non pensiamo quasi mai al nostro respiro: per noi questo processo è naturale. Ma con i delfini le cose sono un po' più complicate. Ogni 5 o 10 minuti, uno qualsiasi dei delfini deve emergere per ricostituire il proprio apporto di ossigeno, il che suggerisce la coordinazione dei muscoli e del cervello.
Tutti sanno da tempo che un delfino non è un pesce, ma un vero mammifero. Inoltre, sono considerati mammiferi acquatici secondari. Cioè, i loro antenati originariamente esistevano nell'elemento acqua, ma col tempo hanno dominato la terra e sono stati in grado di respirare con l'aiuto dei loro polmoni. Le ragioni per cui tali animali ritornano all'elemento acqua sono sconosciute agli scienziati.
Tali mammiferi, a differenza dei pesci, non hanno organi o adattamenti che consentano loro di respirare sott'acqua. Cioè, non hanno branchie. Per fare scorta di aria per respirare, il delfino ha bisogno di emergere.
Organi respiratori dei delfini
Di conseguenza, conducendo la vita di un abitante marino, il delfino continua a respirare con i suoi polmoni. Ha una valvola speciale che il delfino apre quando si avvicina alla superficie dell'acqua. Dopo aver espirato e inspirato, l'animale chiude la valvola e trasporta una nuova porzione di ossigeno sott'acqua. Questo processo è abbastanza complicato per il corpo ed è quasi impossibile in uno stato di sonnolenza.
Tuttavia, la porzione d'aria ricevuta è sufficiente, come accennato in precedenza, per un massimo di cinque-dieci minuti. Per molti anni, i biologi si sono occupati della domanda abbastanza ovvia: come fa un delfino a dormire in questa modalità, perché gli intervalli di tempo attraverso i quali questo mammifero deve emergere per ricevere una porzione di ossigeno atmosferico sono piuttosto brevi.
Domande, domande...
Molte versioni sono state avanzate. Il più estremo di loro ha affermato che i delfini non hanno affatto bisogno di dormire, cioè non rimangono mai in questo stato. Secondo un'altra teoria, sono caratterizzati da un breve riposo tra le risalite in superficie.
I delfini dormono davvero? Per molto tempo questi animali sono stati considerati sonnambuli, riposando in uno stato di tensione muscolare e con gli occhi aperti. Si credeva inoltre che fossero caratterizzati da periodi di sonno a brevi intervalli tra l'inspirazione e l'espirazione e che si svegliassero dai cambiamenti chimici nella composizione della porzione immagazzinata di ossigeno.
Alcuni scienziati hanno attribuito azioni automatiche ai delfini, come i sonnambuli. Per determinare il vero stato delle cose, furono organizzati studi in cui si supponeva di registrare le biocorrenti del cervello dei delfini.
Come dorme un delfino - parola alla scienza
Questa procedura è molto difficile. Gli animali dovevano essere messi in una piscina e gli elettrodi venivano impiantati nei loro cervelli. La registrazione dei segnali dati è stata effettuata con l'ausilio di onde radio, che hanno permesso ai delfini di condurre il loro solito stile di vita.
Il lavoro è stato svolto presso la stazione biologica del Mar Nero da ricercatori dell'Accademia delle scienze. Per scoprire finalmente come dormono i delfini, gli scienziati sovietici A. Ya. Supin e L. M. Mukhametov, rappresentanti dell'Istituto di morfologia evolutiva ed ecologia animale, hanno organizzato l'osservazione dei mammiferi, che è stata effettuata sia in recinti che in una piscina all'aperto.
Per l'impianto di elettrodi nel cervello, sono stati scelti diversi esemplari di tursiopi e azovok. Agli animali è stata data l'opportunità di scherzare abitualmente, durante il quale, utilizzando un segnale radio, è stato registrato un elettroencefalogramma del cervello. Il disegno risultante ha permesso di tracciare l'attività di ciascuno dei suoi emisferi.
Quello che è successo?
I risultati dello studio, gli scienziati sono rimasti semplicemente scioccati. Si è scoperto che la completa immersione nel sonno non è tipica dei delfini. Cioè, il loro cervello rimane attivo continuamente. La scoperta è stata che i suoi emisferi dormono letteralmente a turno. Ognuno di loro riceve una porzione di un vero e proprio sonno normale per circa 6 ore al giorno. A intervalli di un'ora o di un'ora e mezza, si verifica una sostituzione quando l'emisfero opposto cade nel sonno.
La cosa più interessante è che durante un tale sogno, il delfino può comportarsi come se nulla fosse accaduto: nuotare, cacciare e così via. Quindi è quasi impossibile per gli osservatori esterni determinare ad occhio nudo se un dato individuo sta dormendo in questo momento oppure no.
Come dorme un delfino - occhi aperti o no?
Quasi tutti, sia persone che animali, chiudono gli occhi in sogno. E i delfini? In pieno accordo con la veglia alternata di ciascuno degli emisferi! Cioè, un occhio di un delfino addormentato è sempre chiuso.
Perché i delfini dormono con un occhio aperto? Anche prima dello studio, molti prestavano attenzione al fatto che un occhio nei delfini è spesso chiuso, ma nessuno aveva mai immaginato di collegarlo al sonno. Così, come risultato dello studio, è nata una vera sensazione scientifica.
Si scopre che la natura ha dato ai delfini un'opportunità davvero magica per rilassarsi e svegliarsi contemporaneamente. Cioè, il sonno completo e profondo, come in altri mammiferi - con l'arresto di entrambi gli emisferi cerebrali - non si verifica mai nei delfini.
Che cosa sembra
Ora capiamo come dorme un delfino. Ciascuno degli emisferi mantiene alternativamente il suo orologio. Poi cambiano posto. L'emisfero attivo va a dormire, l'opposto comincia a svegliarsi. Quando passa la fase del sonno in un delfino, entrambi gli emisferi sono inclusi nel lavoro.
Questo meccanismo evolutivo è fornito dalla natura per sopravvivere alla specie. Costantemente sveglio uno degli emisferi risolve il problema dell'apporto di ossigeno al cervello e previene il pericolo di soffocamento.
I delfini sono creature davvero sorprendenti, gli scienziati si sono scervellati sul loro modo di vivere più di una volta. Siamo riusciti a capire come questi mammiferi respirano sott'acqua abbastanza velocemente: i delfini salgono in superficie per prendere un sorso d'aria e questa scorta di ossigeno è sufficiente per loro per 10-15 minuti. Ma la domanda su come dormono i delfini ha lasciato perplessi i ricercatori per molto tempo.
I delfini sono mammiferi che respirano ossigeno ma vivono nell'acqua. La loro pelle è molto delicata per stare a lungo in superficie senz'acqua. Ciò significa che i delfini non possono dormire mentre nuotano vicino alla superficie dell'acqua. Ma anche loro non possono dormire sott'acqua, hanno bisogno di risalire in superficie per prendere una boccata d'aria .. Allora come dormono allora?
Per qualche tempo si è creduto che i delfini non avessero affatto bisogno di dormire, anche se questo sembrava assurdo: il riposo è necessario per ogni essere vivente. Poi c'era una teoria secondo cui dormono con gli occhi aperti, ma non è stata nemmeno confermata. Gli scienziati hanno quindi ipotizzato che i delfini potessero dormire a singhiozzo tra un sorso di ossigeno e l'altro, ma questa teoria si è rivelata errata, sebbene sia più vicina a un indizio.
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Curiosità sui delfini
E solo studi recenti hanno confermato che i delfini, come tutti i mammiferi, dormono ancora. Ma il loro riposo non è del tutto normale. Infatti, per dormire bene, è necessario rimanere in uno stato di immobilità, cioè non controllare il proprio corpo. E per i delfini mobili, tale riposo è impossibile, poiché sono costretti a salire regolarmente in superficie per l'ossigeno.
La natura ha organizzato tutto in modo tale che i delfini riposassero senza congelarsi nell'immobilità. Come fanno allora a dormire? Gli scienziati sono riusciti a trovare la risposta a questa domanda studiando il cervello dei delfini usando le biocorrenti. E poi il mistero si è chiarito. Sappiamo tutti che durante il sonno, sia nell'uomo che negli animali, entrambi gli emisferi “si spengono”. Ma non con i delfini. Come si è scoperto, nei delfini, gli emisferi destro e sinistro dormono a turno, e mentre uno riposa, l'altro è sveglio. Dopo un'ora e mezza si sostituiscono: l'emisfero che era a riposo si attiva e l'emisfero che era sveglio si addormenta. È così che dorme il delfino e quando si sveglia entrambi gli emisferi sono già in modalità attiva. È diventato anche chiaro perché i delfini a volte hanno un occhio chiuso: vedono solo sogni d'oro.
I delfini possono rimanere svegli per più di due settimane, dormendo con solo metà del loro cervello, hanno scoperto gli scienziati.
Lo studio ha dimostrato che i delfini sono così costantemente in grado di osservare gli squali. A differenza dei mammiferi terrestri, i delfini dormono solo con metà del loro cervello in un dato momento. Metà del loro cervello è a riposo, mentre l'altra metà rimane vigile e cambiano costantemente il lato attivo.
"Dopo essere stati svegli per molte ore e giorni, gli esseri umani e altri animali sono costretti a interrompere ogni attività e andare a dormire", ha spiegato Brian Branstetter, biologo marino presso la US National Marine Mammal Foundation di San Diego. "I delfini non hanno queste restrizioni e, se lo facessero, probabilmente annegherebbero o diventerebbero facili prede".
Per assicurarsi che i delfini siano vigili, gli scienziati hanno testato le loro capacità di scansione. ambiente. I delfini usano l'ecolocalizzazione per dare un senso al mondo, una forma biologica di localizzazione sonora in cui emettono "fischietti" e ascoltano gli echi per osservare l'ambiente circostante.
Gli scienziati hanno scoperto che questi animali possono utilizzare l'ecolocalizzazione ininterrottamente per 15 giorni. Nello studio, due delfini hanno svolto il compito di scansionare moduli speciali utilizzando l'ecolocalizzazione. È possibile che i delfini siano in grado di rimanere svegli molto più a lungo, ma i ricercatori non hanno controllato ulteriormente.
"I delfini possono continuare a nuotare e pensare per molti giorni senza riposare o dormire, forse anche indefinitamente", hanno spiegato gli scienziati.
La capacità di dormire con solo metà del cervello si è evoluta nei delfini in modo che possano respirare sulla superficie dell'acqua anche quando sono mezzi addormentati. Anche la necessità di stare all'erta ha avuto un ruolo.
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