Oleg Lyamin - kandidát biologických vied, vedúci výskumník v Inštitúte ekológie a evolučných problémov Ruskej akadémie vied a Utrish Dolphinarium LLC. S najväčšou pravdepodobnosťou dnes večer, skôr či neskôr, pôjdete spať. Keď zavriete oči, pred zaspávaním si na chvíľu predstavte, že sa vznášate, mávate nohami a rukami, uprostred oceánu, preč od brehu. Keď si predstavíte seba v tejto polohe, adrenalín sa vám rozprúdi do krvi a vôbec sa vám nechce spať. No ak dlho plávate v realite a nie vo svojich predstavách, únava si vyberie svoju daň. Bez výnimky potrebujú spať všetky cicavce, vrátane tých, ktorí žijú vo vode – veľryby a delfíny. Moderné veľryby si bez problémov poradia so spánkom „v limbe“, no ich predkovia boli suchozemské zvieratá. Predkovia veľrýb - veľryby alebo Pakicetus - opustili zem a odišli do oceánu kvôli dostupnejšej a bohatšej potrave. Pakicetes najprv lovili ryby v plytkej vode a vracali sa na breh, aby si oddýchli. Konkurencia však prinútila zvieratá plávať stále ďalej a ďalej - do hlbín starovekého oceánu Tethys a možnosť vrátiť sa na pevninu zmizla. Musel som sa súrne naučiť spať vo vode. Pakicetes sa to učia milióny rokov - a nie je to vôbec prekvapujúce, pretože zviera, ktoré sa chystá odpočívať na otvorenom oceáne, musí prekonať množstvo smrteľných prekážok.
Spánok moderných veľrýb a delfínov bol pre vedcov dlho záhadou. Dokonca sa objavil názor, že delfíny vôbec nespia alebo medzi nádychmi spia nepokojne. V skutočnosti sa všetko ukázalo byť komplikovanejšie a zaujímavejšie.Úlohy so zvýšenou zložitosťou. Po prvé, keď cicavec zaspí vo vode, riskuje, že zomrie na chlad. Teplo, ktoré telo cicavca vytvára, sa rozptýli v prostredí. Keďže voda vedie teplo rýchlejšie ako vzduch, zviera sa v nej rýchlejšie ochladzuje. Po druhé, cicavce, na rozdiel od rýb, musia neustále vstávať, aby sa nadýchli novej časti vzduchu. Preto sa bytosti spiace vo vode musia snažiť, aby neklesli príliš hlboko – inými slovami, aby sa neutopili. Nakoniec, vo sne sa malé veľryby - delfíny a plutvonožce môžu stať obeťou predátorov. Koniec koncov, neexistujú žiadne chránené miesta na spanie vo vode (nory, hniezda, iné úkryty, ako u suchozemských zvierat), a opäť, aby ste mohli dýchať, musíte neustále plávať na hladine vody, kde sú viac. často napádané predátormi. Nespite, aby ste dýchali. Takže spánok pre predkov veľrýb sa stal skutočným testom - pri zaspávaní bolo možné sa nezobudiť. Spánok moderných veľrýb a delfínov bol pre vedcov dlho záhadou. Dokonca sa objavil názor, že delfíny vôbec nespia alebo medzi nádychmi spia nepokojne. V skutočnosti sa všetko ukázalo byť komplikovanejšie a zaujímavejšie. Začiatkom 60. rokov minulého storočia americký neurofyziológ John Lilly predložil niekoľko prekvapivých návrhov o tom, ako delfíny spia. Veľký výskum sa však začal až v polovici 70. rokov 20. storočia na námornej stanici Utrish Severtsovovho inštitútu ekológie a problémov evolúcie Ruskej akadémie vied. Prvým je najznámejšia a najnezvyčajnejšia vlastnosť spánku veľrýb – takzvaný unihemisférický spánok: zatiaľ čo jedna hemisféra delfínovho mozgu spí, druhá je bdelá. To je jasne vidieť na elektroencefalograme mozgu (EEG): časté rýchle vlny bdelosti v jednej hemisfére sú zaznamenané na pozadí pomalých vĺn spánku v druhej. Hemisféry delfínov spia striedavo a každá z nich odpočíva rovnako dlho. Dnes veľa ľudí vie o polohlavom spánku - tento fakt sa stal populárnym. Ale prečo taký sen existuje u delfínov, a nie u suchozemských cicavcov, sa ukázalo až v r. posledné roky, z veľkej časti kvôli výskumu na stanici Utrish. John Lilly navrhol, aby delfíny dýchali dobrovoľne, to znamená, že aby mohli dýchať, musia byť neustále pri vedomí. Vytvoril sa názor, že túto úlohu plní bdelá hemisféra počas spánku. Ako sa však ukázalo, nie je to celkom pravda. Špeciálne štúdie ukázali, že dýchanie delfínov môže byť ľubovoľné aj automatické. Ako ľudia. Podľa moderného pohľadu je unihemisférický spánok spojený skôr s potrebou sledovať, čo sa deje okolo a neustále sa pohybovať. Morskí šialenci. nehybnosť - dôležitá vlastnosť spánok suchozemských zvierat. Ale delfín, aby mohol dýchať, dokonca aj počas spánku, musí pravidelne plávať na hladinu vody. Je logické, že spánok veľrýb prebieha počas nepretržitého plávania. Delfíny a veľryby sú jedinečné v tejto schopnosti. Keďže pohyb je sprevádzaný tvorbou tepla – svalovou termogenézou, je potrebná aj „námesačnosť“, aby ste nezmrzli a neutopili sa. Pravdaže, veľkí a tuční si môžu dovoliť luxus nehybného spánku. Takže kosatky často spia a vznášajú sa blízko hladiny vody. Je to spôsobené ich významnou hmotnosťou - až 6 ton - a vysokým obsahom podkožného tukučo spomaľuje tepelné straty. Všetky malé veľryby - Azovy, Commersonove delfíny (ich telesná hmotnosť je nižšia ako 100 kg) - spia iba počas pohybu. Kosatky tiež spia v pohybe, kým nevyrastú a nenahromadia si tukové zásoby. Tuk navyše zvieratá nadnáša – preto dospelá kosatka ľahšie stabilizuje svoju polohu na hladine vody. Spím a vidím. Už dlho je známe, že delfíny majú veľa nezvyčajných schopností – vrátane schopnosti spať s otvorenými očami, presnejšie otvorené oko. Keď pravá hemisféra delfínovho mozgu spí, jeho ľavé (opačné) oko je zatvorené a pravé oko je otvorené a naopak. To je jasne viditeľné, ak sa súčasne zaznamenáva EEG mozgu a stav očí. Je zaujímavé, že otvorené oko sa spravidla pozerá na partnerov. Napríklad matky a bábätká nasledujú za sebou počas bdenia aj počas spánku. Ďalšou črtou spánku delfínov je absencia paradoxného spánku, počas ktorého sa nám ľuďom zvyčajne sníva. Spánok suchozemských cicavcov je rozdelený do dvoch štádií: pomalý a paradoxný (spánok s rýchlym pohybom očí alebo REM). REM spánok alebo jeho znaky boli zaznamenané u všetkých študovaných suchozemských cicavcov (asi 100 druhov) a vtákov (viac ako 15 druhov). Toto štádium však zatiaľ nebolo zaregistrované u veľrýb. Možno je to kvôli nebezpečenstvám takéhoto spánku - počas paradoxnej fázy, svalový tonus a rýchlosť reakcie zvierat na vonkajšie podnety. Zvieratá strácajú schopnosť podporovať konštantná teplota- teplokrvnosť, ktorá spôsobuje ešte väčšie problémy živočíchom v oceáne ako na súši. Takže asi pred 50-70 miliónmi rokov bola skupina teplokrvných cicavcov, ako sme my, ľudia, žijúci na súši, nútená presťahovať sa do vody. Tieto zvieratá, ktoré sa neskôr stali delfínmi a veľrybami, sa naučili nielen loviť, ale aj odpočívať v oceáne - na mieste, kde musíte byť v strehu každú sekundu. Teraz, ak si dnes pred spaním stále predstavuješ seba aspoň na minútu na otvorenom oceáne, pochopíš, aké máme šťastie ty a ja. Po všetkom pokojný spánok na tvrdom povrchu – luxus, ktorý si nemôže dovoliť každý.
Táto otázka nevznikla náhodou. Faktom je, že všetky vyššie živočíchy (vrátane vtákov, cicavcov a ľudí) nielenže nevyhnutne spia určitú časť dní, ale v určitom okamihu, keď nastane najhlbší spánok, sa úplne uvoľnia a stratia pohyblivosť.
Delfíny nemôžu takto spať: žijú v mori, ale dýchajú vzduch, a ak hlboko zaspia, stratia nad sebou kontrolu a utopia sa, pretože nebudú môcť vystúpiť na hladinu, aby nabrali vzduch pre seba. ďalší nádych.
Vedci si už dávno všimli, že delfíny nikdy nezmrznú v úplnej nehybnosti, vždy sa zdá, že sa trochu pohnú a z času na čas vystúpia na hladinu, aby sa nadýchli. Spávajú teda delfíny vôbec? A ak áno a nebolo o tom pochýb, tak ako?
Bolo rozhodnuté vykonať štúdiu bioelektrickej aktivity ich mozgu, pomocou ktorej sa dá celkom určite povedať, kedy delfíny spia a kedy sú bdelé.
Doteraz sa považovalo za samozrejmé, že keď je spánok nahradený bdelosťou a naopak, dochádza k zmenám v celom mozgu, v pravej aj ľavej hemisfére, ktoré sú zodpovedné za prácu oboch polovíc tela. . Je to tak u človeka, ako aj u všetkých zvierat, ktorých spánok bol predtým skúmaný. Ale delfíny boli iné.
Dve hemisféry delfínovho mozgu nespia súčasne, ale postupne: kým jedna spí, druhá bdie. Po chvíli si vymenia úlohy: hemisféra, ktorá bola aktívna, zaspí a „spí“ zostane hore. „Služobná“ hemisféra teda zabezpečuje kontrolu nad telom delfína, zaisťuje, že vystúpi na povrch včas, aby sa nadýchol vzduchu a nezadusil sa. Takže spí. No keď sa zobudí, obe hemisféry sú spojené s prácou.
Aké je dobré sa ráno zobudiť, cvičiť, umyť si zuby a ísť do školy. Ak nás vedci zrazu chytia a nasadia nám špeciálny klobúk, tak určite zaregistrujú elektrickú aktivitu nášho mozgu. Bunky, ktoré tvoria náš mozog, neustále generujú elektrické signály – vibrácie. Počas dňa budú tieto výkyvy malé a časté – čím častejšie, tým veselšie a aktívnejšie sa správame. Ale vedec uvidí úplne iný obraz, ak sa k nám v noci potichu prikradne. V obraze mozgovej aktivity sa objavia veľmi veľké, no ojedinelé výkyvy. Toto je takzvaná fáza hlbokého spánku: čas, keď sme nehybní, naše telo je uvoľnené a naše oči sú zatvorené. Po zachytení dostatočného počtu chlapcov a dievčat, ako aj strýkov a tiet si vedci uvedomili, že spia tak či onak. všetkyľudí.
Vedci však v tomto nepoľavili. Začali chytať mačky, psy, prasatá, ježkov, kohútov a merať elektrickú aktivitu ich mozgu. Ukázalo sa, že mozgy chladnokrvných živočíchov – jašterice, žaby, mloky – nevedia spať skutočným hlbokým spánkom. Ale všetky teplokrvné zvieratá majú tento sen - vtáky, cicavce a vy a ja. Vedci naznačujú, že počas takéhoto sna je mozog odpojený od vonkajšieho sveta a „asimiluje“ informácie, ktoré dostal počas dňa. A telo počas spánku vracia stratenú silu, aby sme sa ráno mohli zobudiť a s radosťou privítať nový deň.
Ani toto však vedcom nestačilo. Okrem bežných suchozemských cicavcov, ako sú mačky a psy, existujú aj úplne cudzie morské cicavce. Sú to delfíny, veľryby, morské levy, lamantíny, kožušinové tulene, tulene ušaté. Navonok sú mnohé z nich veľmi podobné rybám. Ale vôbec to nie sú ryby. Sú to teplokrvné, navyše - cicavce.
Nasadiť veľrybu čiapku s elektródami a ešte viac ju na chvíľu presvedčiť, aby ju hanobil, je náročná úloha. Veľryby predsa nie sú práve najvstřícnejšie súdruhy. Vedci z celého sveta sa za nimi doslova prenasledovali, pretože snívali o tom, že zistili: ako spia?
Podarilo sa to domácim výskumníkom pod vedením doktora O. I. Lyamina. Nepretržite zaznamenávali elektrickú aktivitu mozgu veľrýb a delfínov a prišli k nečakanému objavu. Zároveň jedna hemisféra veľrýb "spí", druhá funguje. Potom sa hemisféry zmenia: aktívna zaspí a spiaca sa prebudí. Profesor Lyamin a jeho kolegovia nazvali tento objav „unihemisférickým spánkom“. Morské cicavce sa teda môžu neustále pohybovať.
Ale prečo je potrebný tento prefíkaný jednohemisférický spánok? Faktom je, že delfíny potrebujú dýchať presne tak, ako my. Nemajú žiabre ako ryby. Každých pár minút musia vyplávať na hladinu, aby sa nadýchli. Samozrejme, na hodinku alebo dve sa dalo driemať pri hladine vody. Robia to práve veľké veľryby. Pre malé veľryby je ale nebezpečné vystrájať sa, pretože vo vode je všetko vidieť, dajú sa nájsť a zjesť. Tu delfínom pomáha unihemisférický spánok. Zatiaľ čo jedna polovica mozgu spí, druhá polovica tvrdo pracuje. A potom sa zmenia. To je zložitý spôsob, akým morské cicavce neustále dýchajú a plávajú a nikdy sa neunavia.
Umelec Artyom Kostyukevich
Teória, že delfíny nikdy nespia, bola vyvrátená, zaspávajú, ale nie celkom ako iné živé tvory. Vedci už dlho hovoria o nepretržitej bdelosti a tvrdia, že delfíny sú vyššie zvieratá a nie ryby alebo obojživelníky. A to znamená potrebu znova a znova vychádzať na povrch a nadýchnuť sa. Za takýchto podmienok sa spánok javí ako mimoriadne nepravdepodobný.
Vedci vykonali mnoho štúdií o správaní delfínov v zajatí aj v ich obvyklom prostredí. Tu je ich výsledok:
- zviera musí urobiť dýchať každých pätnásť minút;
- pokožka veľrýb potrebuje neustálu hydratáciu, takže nemôžu dlho zostať na povrchu;
- jemné motorické zručnosti, ako sú pohyby plutiev a svalové kontrakcie, sa na rozdiel od iných cicavcov nikdy nezastavia;
- v obdobiach zníženej aktivity, ktorá by sa dala charakterizovať ako spánok, delfíny neprestávali stúpať na hladinu kvôli dýchaniu, alebo naopak potápať sa do hĺbky, aby zvlhčili pokožku;
- mozgová aktivita sa nikdy neznížila na úroveň iných zvierat a ľudí v stave spánku.
Vlastnosti štruktúry mozgu
Výskum v oblasti somnológie (náuky o spánku) však ukázal, že mechanizmy a fázy spánku sú u všetkých vyšších živočíchov rovnaké. A v jeho neprítomnosti viac ako dvanásť dní sa u živej bytosti vyvinú duševné poruchy a poruchy správania a potom zomrie.
To nás prinútilo opäť prehodnotiť teóriu nedostatku spánku u delfínov a viac sa správať hlboký výskum. Získané údaje boli jednoducho úžasné:
- Delfíny ešte spia.
- Majú trochu inú štruktúru mozgu, čo umožňuje hemisféram fungovať oddelene od seba.
- Počas spánku u všetkých veľrýb striedavo spí pravá a ľavá hemisféra, pričom funkcie ovládania tela preberá tá bdelá.
- Delfíny majú schopnosť cítiť magnetické toky, čo im umožňuje počas spánku pokračovať v pohybe určitým smerom.
Ako delfíny spia
Ukazuje sa, že delfíny idú spať každej hemisfére mozgu, pričom oko zodpovedajúce spiacej hemisfére je zatvorené a nespiace je otvorené. Na čas oddychu opúšťajú chytré zvieratá hlbiny nebezpečného oceánu, kde ich ohrozujú aule, na plytčinu.
Iba dospelé delfíny však dokážu spať aj s jedným okom otvoreným, v prvom mesiaci života delfíny naozaj nezaspia. V rovnakom období sú aj ženy, ktoré sa starajú o novorodencov, nútené viesť aktívnejší životný štýl. Vedci sa domnievajú, že táto funkcia je spôsobená špeciálnym hormonálnym pozadím.
Štúdie spánku tiež ukázali, že veľryby schopný snívať. Vedci dospeli k tomuto záveru pozorovaním reakcie. Spiace zvieratá vydávali zvuky, boli úzkostné a prejavovali iné emócie charakteristické pre mozgovú činnosť.
Viac zaujímavých faktov
A predsa, pri štúdiu anomálií delfínovho spánku vedci súčasne urobili niekoľko zaujímavé objavy. Ukazuje sa, že každý člen skupiny má meno, ktoré si vyberie sám. Preto sa môžu navzájom identifikovať a zavolať konkrétnemu jedincovi.
Aj nedávne pozorovania potvrdzujú prítomnosť rozvinutého sociálna štruktúra v rámci samostatného kŕdľa a schopnosť empatie. Tieto skutočnosti prispeli v niektorých krajinách k uznaniu delfínov ako jednotlivcov a v iných k úplnému zákazu delfinárií a akéhokoľvek využívania veľrýb na zábavu.
Je zaujímavé, že naši sovietski vedci dokázali zistiť, ako delfín spí. V tejto oblasti robili výskum. Bioprúdy mozgu boli zaznamenané u zvierat. Na tento účel ich držali v bazéne a do mozgu im implantovali elektródy a pomocou rádiových vĺn sa zaznamenávali. Vtedy sa zistilo, že delfíny nikdy úplne nespia, každá hemisféra mozgu spí postupne. Spánok trvá 6 alebo 7 hodín. Stáva sa to preto, že delfíny, na rozdiel od rýb, nemajú žiabre, takže sú nútené každých 5-7 minút stúpať na hladinu vody, aby sa nadýchli vzduchu.
Delfíny nikdy nespia úplne, ak to tak môžem povedať, striedajú sa v spánku buď vľavo, resp pravá hemisféra mozgu, navyše počas spánku pravidelne otvárajú oči. Delfíny spia 6-7 hodín denne. Polohu vo vode riadi vždy jedna polovica mozgu, inak by sa delfín jednoducho utopil a malé delfíny vôbec nespia. Spia v malej hĺbke a pomaly klesajú, z času na čas si musia udrieť chvostom, aby vystúpili na hladinu a nadýchli sa vzduchu.
Delfíny spia v malých hĺbkach (asi pol metra od povrchu) vo vodných útvaroch, kde žijú.
Zdriemnu tak, že zatvoria a potom otvoria oči. Celý čas v pohotovosti.
Dve rôzne hemisféry mozgu (ľavá a pravá) nespia súčasne. Zatiaľ čo jedna polovica odpočíva, druhá je zodpovedná za orientáciu a bdie. V tomto stave delfíny niekedy dokonca lovia.
Dĺžka spánku delfína je 6-7 hodín denne.
Novonarodené delfíny prvý mesiac vôbec nespia.
Delfíny sú veľmi nezvyčajný sen. Sú to cicavce a namiesto žiabrov dýchajú pľúcami. Preto, aby sa delfín neutopil, musí v krátkych intervaloch stúpať na hladinu pre novú porciu vzduchu. Preto aj počas spánku, ktorý trvá 6-7 hodín, sú tieto zvieratá napoly bdelé. Striedavo pracujú dve polovice ich mozgu: kým ľavá je aktívna, pravá je v kľude a naopak.
Delfíny spia vo vode. Potrebujú dýchať vzduch, preto nespia hlboko a s jedným okom otvoreným, ako aj s fungovaním jednej hemisféry mozgu. Keď jeden spí, druhý nespí a sleduje, čo sa deje. Vo všeobecnosti by som povedal, že pre delfíny je ťažké spať.
Delfíny sú jedinečné cicavce nielen svojim spôsobom. duševný vývoj a priateľský prístup k človeku, ale podľa spôsobu spánku. Je jasné, že pre delfína by bolo veľmi nebezpečné úplne zaspať – je ľahké úplne sa ponoriť do vody a jednoducho sa utopiť, čo by bolo pre tvora, ktorý trávi celý život vo vode, urážlivé. Preto delfíny spia postupne s rôznymi hemisférami mozgu. Zároveň, keďže u delfínov, rovnako ako u ľudí, je pravá hemisféra zodpovedná za ľavú polovicu tela a naopak, keď pravá hemisféra spí, pravé oko bdie. Väčšina veľrýb spí rovnako, s výnimkou vorvaňa, ale ten je vo všeobecnosti veľký originál – spí veľmi krátko, stojí vzpriamene a vystrčí hlavu z vody.
Ako viete, delfíny spia, len ich spánok je zvláštny, pretože vo fáze hlbokého spánku nastáva úplná relaxácia a ak delfíny hlboko zaspia, môžu sa utopiť. Preto u delfínov hemisféry mozgu neodpočívajú súčasne, ale postupne. Spí jedna hemisféra, potom druhá. Ten, kto nespí, ovláda kontrolu tela a stará sa, aby delfín včas vystúpil na hladinu, aby sa nadýchol vzduchu.
Delfíny sú jediné zviera, ktoré úplne nespí. Žijú v mori, ale dýchajú vzduch, a preto, ak hlboko zaspia, môžu nad sebou stratiť kontrolu a nebudú môcť vyplávať na hladinu pre ďalší nádych. Polospiaci delfín môže dobre loviť. U delfínov striedavo spia dve hemisféry mozgu a delfín nikdy nezmrzne v úplnej nehybnosti, ale neustále sa vynára, aby nabral vzduch.
Delfíny spia len s jedným zatvoreným okom a druhým sa pozerajú. Dá sa povedať, že polospia. Je to spôsobené kontrolou dýchacieho procesu, potrebou stúpať na hladinu vody, aby sa nadýchol vzduchu. Preto sú v takom sne v plytkej vode alebo v malej hĺbke od povrchu.
Keď delfín spí, zostáva na hladine niekde v polovici miery od hladiny vody, je to ako ľudia, ktorí spia a dýchajú nosom, rovnakým spôsobom, keď príde čas, narazia do vody chvostom, pár pohybov stroj vystúpiť na hladinu a nasať vzduch a potom postupne klesať ďalej pomaly do vody, je za to zodpovedná nejaká polovica mozgu, zatiaľ čo jedna časť spí.
„Veľryby (a delfíny patria do podradu zubatých veľrýb) spia na vodnej hladine,“ je všetko, na čo by na túto otázku mohol odpovedať jeden z autorov knihy o delfínoch. Dobre povedané, ale príliš krátke.
Ako všetky cicavce, aj delfíny dýchajú pľúcami. Ich jediná nosová dierka – takzvaná blowhole – sa nachádza na vyvýšenej časti temena. Preto aj vo sne musí zviera neustále udržiavať určitú polohu vo vode. Ale, ako sa bežne verí, hlboký spánok sa líši od bdelosti tým, že v tomto čase sa svaly akéhokoľvek zvieraťa uvoľňujú a môže mať rôzne pózy. Delfíny si to nemôžu dovoliť. Znamená to, že v skutočnosti vôbec nespia?
Čím originálnejšia je hypotéza, tým presvedčivejšie dôkazy vyžaduje. Ale Lillu ich nemala. Jeho dohady zároveň nemožno považovať za čisto špekulatívne. Amerického vedca k tomu dotlačili niektoré fakty a predovšetkým náhodne objavená nezvyčajná závislosť dýchania delfínov od stavu ich nervového systému.
Kedysi dávno, keď Lilly ešte len začínala pracovať s delfínmi, sa niekoľko skúsených fyziológov v laboratóriu Marineland po prvýkrát pustilo do mapovania mozgovej kôry delfína. Aby sa to podarilo, podľa akceptovanej metódy museli byť zvieratá predovšetkým zbavené možnosti pohybu. "Delfín bol vybratý z vody a umiestnený do pohára," hovorí John Lilly vo svojej knihe. "Doktor Woolsey mu vpichol vypočítanú dávku narkotického Nembutalu." Táto dávka – tridsať miligramov na kilogram telesnej hmotnosti – bola len o niečo menšia, ako sa bežne používa u primátov, takže zviera muselo upadnúť do hlbokého spánku... Ďalšia polhodina bola pre nás všetkých nesmierne bolestivá. Delfínovo dýchanie bolo čoraz menej časté a nakoniec sa mu zastavilo srdce.“
Predpoklady o príliš veľkej dávke alebo špecifickom účinku Nembutalu sa nenaplnili. Následné experimenty ukázali, že najmenšie množstvá akéhokoľvek lieku nevyhnutne viedli k smrti zvierat, ktorej príčinou bola zástava dýchania. „Bolo to skľučujúce, nečakané zistenie,“ priznáva Lilly.
Opice, psy, mačky, podobne ako iné cicavce, naďalej normálne dýchajú v narkotickom spánku. Delfíny z nejakého dôvodu vypadli z tejto série. Vznikla myšlienka, že delfíny nedýchajú reflexne, ale vedome kontrolujú dýchanie. Len to by mohlo vysvetliť, prečo aj mierny vplyv na nervový systém spôsobilo nenapraviteľné následky.
Pre biológa L.M. Mukhametov, ktorý sa špecializoval na štúdium fyziológie spánku, sú obzvlášť zaujímavé delfíny. A v prvom rade vyššie opísaná nepochopiteľná súvislosť medzi spánkom a dýchaním.
Jednou z hlavných techník na štúdium vyššej nervovej aktivity je zavedenie elektród do rôznych štruktúr živého mozgu. Pravda, na použitie tradičnej techniky na delfínoch bolo treba ukázať veľa vynaliezavosti: zviera muselo byť napojené na prístroje bez toho, aby sa obmedzovalo, alebo aspoň príliš neobmedzovalo jeho voľnosť. Musel som vymyslieť nielen spôsoby, ako spoľahlivo implantovať elektródy do mozgu zvieraťa, ale použiť aj špeciálny antivibračný kábel, ktorý ich spája so záznamníkom a neprekáža pri pohybe delfínov.
Počas trvania experimentov sú delfíny premiestnené do malého bazéna. Priamo z hlavy zvieraťa trčia drôty smerujúce hore. Sivé živé torpédo krúži vo vode a občas sa na návštevníka pozrie veľkým inteligentným pohľadom. Vyvinutá technika dala vedcom príležitosť nepretržite a dlhodobo pozorovať objektívny obraz o činnosti delfínovho mozgu, v akomkoľvek stave – či už ide o spánok alebo bdenie.
A teraz v ich rukách tvrdé fakty. Ukázalo sa, že delfíny, podobne ako iné cicavce, spia pomerne dlho a nepretržite. A delfíny dýchajú v spánku. A predsa nie všetky, ako suchozemské cicavce. V prvom rade plávajú v spánku. A nie pasívne, ako sa prázdny sud hojdá v mori, ale neustále sa pohybuje po hladine bazéna.
Spánok v pohybe alebo pohyb v spánku? Ale nesprávajú sa tak šialenci? spiaci muž s oči zatvorené nielen stojí, chodí, ale niekedy robí zázraky rovnováhy. Je pravda, že námesačnosť je jasným porušením psychiky a tu sú celkom zdravé zvieratá. Bolo sa čím čudovať! Výskum pokračoval a tu na vedcov čakalo najväčšie prekvapenie: pravá a ľavá polovica mozgy spiacich delfínov boli zjavne v rôznom stave. Bolo ťažké uveriť, nikto nikdy nič podobné nevidel! Súdiac podľa kriviek biopotenciálov, keď jedna hemisféra spala, druhá bola bdelá alebo bola v stave, ktorý veľmi pripomínal bdelosť. Okrem toho boli hemisféry striedavo v aktívnom a inhibovanom stave a pravidelne menili úlohy každých niekoľko desiatok minút.
Prečo potreboval delfín získať takú nezvyčajnú schopnosť? Ak aktivita jednej z hemisfér skutočne znamená bdelosť, potom možno v tomto čase vykonáva nejaké funkcie strážneho psa? Pravdaže, naozaj nebezpečných nepriateľov delfíny nemajú až tak veľa, no netreba zabúdať na klamstvo okolitého vodného živlu.
Neustále, dokonca aj vo sne, zostať v strehu je pre divú šelmu neoceniteľnou vlastnosťou. Prečo by delfín nemal mať okrem iných veľkolepých schopností aj túto vlastnosť? Túto možnosť ešte nie je potrebné úplne zavrhnúť. Navyše v jeho prospech hovoria aj niektoré ďalšie postrehy. Všimli sme si napríklad, že spiace delfíny majú jedno oko otvorené. Nie je toto „spiace oko“ spojené s bdelou hemisférou?
A ďalej. Je možné, že striedavá bdelosť jednej z hemisfér je potrebná na to, aby delfín zorganizoval zložitý reťazec dobre koordinovaných dýchacích pohybov. V tomto prípade sa smrť zvierat v laboratóriu stáva celkom zrozumiteľnou: predstavená omamná látka narúša normálnu činnosť dvoch polovíc mozgu naraz a tým vypína dýchanie.
Každá živá bytosť potrebuje odpočinok, aby obnovila silu tela. Takto to príroda zamýšľala. Spánok je potrebný pre každého – vtáky, cicavce, akékoľvek zvieratá vyššieho rádu, medzi ktoré patríme aj my – ľudia. Sme zvyknutí spájať spánok so stavom úplnej relaxácie a nehybnosti. Takto spia takmer všetci predstavitelia vysoko organizovanej sauny.
Je bežné, že levy väčšinu dňa spia na chrbte. Slony v Afrike zvyknú driemať v stoji na dve až tri hodiny. Žirafy s dlhými nohami sa stáčajú, aby si oddýchli.
Ako však delfín spí? Koniec koncov, nikto ho nikdy nevidel nehybného. Tieto úžasné zvieratá sa vždy pohybujú vo vode s mimoriadnou ľahkosťou a gráciou. Zdá sa, že sú hore 24 hodín denne a ospalý stav nie sú v princípe vlastné.
Tento predpoklad je však nesprávny, čo napokon dokazuje aj moderný vedecký výskum.
Ako delfíny dýchajú?
My ľudia takmer vôbec nepremýšľame o svojom dýchaní – pre nás je tento proces prirodzený. Ale s delfínmi sú veci trochu komplikovanejšie. Každých 5 alebo 10 minút sa niektorý z delfínov potrebuje vynoriť na hladinu, aby si doplnil zásoby kyslíka, čo naznačuje koordináciu svalov a mozgu.
Každý už dávno vie, že delfín nie je ryba, ale skutočný cicavec. Okrem toho sa považujú za sekundárne vodné cicavce. To znamená, že ich predkovia pôvodne existovali vo vodnom živle, no časom ovládli zem a dokázali dýchať pomocou pľúc. Dôvody, prečo sa takéto živočíchy vracajú do vodného živlu, vedci nepoznajú.
Takéto cicavce, na rozdiel od rýb, nemajú orgány ani úpravy, ktoré by im umožňovali dýchať pod vodou. To znamená, že nemajú žiabre. Aby sa delfín zásobil vzduchom na dýchanie, musí sa vynoriť.
Dýchacie orgány delfínov
V dôsledku toho delfín, ktorý vedie život morského obyvateľa, naďalej dýcha pľúcami. Má špeciálny ventil, ktorý delfín otvorí, keď sa priblíži k vodnej hladine. Po výdychu a nádychu zviera uzatvorí ventil a nesie čerstvú časť kyslíka pod vodou. Tento proces je pre telo dosť komplikovaný a v ospalom stave je takmer nemožný.
Prijatá porcia vzduchu však vystačí, ako už bolo spomenuté vyššie, aj na päť až desať minút. Biológovia sa dlhé roky zaoberali celkom samozrejmou otázkou – ako spí delfín v tomto režime, pretože časové intervaly, v ktorých sa tento cicavec musí vynoriť, aby dostal časť atmosférického kyslíka, sú dosť krátke.
Otázky, otázky...
Bolo predložených veľa verzií. Najextrémnejší z nich tvrdil, že delfíny vôbec nepotrebujú spánok, to znamená, že v tomto stave nikdy nezostanú. Podľa inej teórie sa vyznačujú krátkym odpočinkom medzi výstupmi na povrch.
Spávajú delfíny vôbec? Po dlhú dobu boli tieto zvieratá považované za somnambulistov, odpočívajúcich v stave svalového napätia a s otvorenými očami. Verilo sa tiež, že sú charakterizované obdobiami spánku v krátkych intervaloch medzi nádychom a výdychom a prebúdzajú sa z chemických zmien v zložení zásobnej časti kyslíka.
Niektorí vedci pripisovali automatické akcie delfínom, napríklad námesačným. Na zistenie skutočného stavu vecí boli zorganizované štúdie, v ktorých sa mali registrovať bioprúdy mozgu delfína.
Ako delfín spí - slovo pre vedu
Tento postup je veľmi náročný. Zvieratá museli byť umiestnené v bazéne a do mozgu im boli implantované elektródy. Nahrávanie daných signálov prebiehalo pomocou rádiových vĺn, čo umožnilo delfínom viesť ich obvyklý spôsob života.
Práce vykonali na čiernomorskej biologickej stanici výskumníci z Akadémie vied. Aby konečne zistili, ako delfíny spia, zorganizovali sovietski vedci A. Ya. Supin a L. M. Mukhametov, zástupcovia Ústavu evolučnej morfológie a ekológie zvierat, pozorovanie cicavcov, ktoré sa uskutočnilo vo výbehoch aj v otvorenom bazéne.
Na implantáciu elektród do mozgu bolo vybraných niekoľko exemplárov delfínov skákavých a azovokov. Zvieratá dostali príležitosť na obvyklé šantenie, počas ktorého sa pomocou rádiového signálu zaznamenal elektroencefalogram mozgu. Výsledná kresba umožnila vysledovať činnosť každej jej hemisféry.
Čo sa stalo?
Výsledky štúdie boli vedci jednoducho šokovaní. Ukázalo sa, že úplné ponorenie do spánku nie je pre delfíny typické. To znamená, že ich mozog zostáva nepretržite aktívny. Zistením bolo, že jeho hemisféry sa doslova striedajú v spánku. Každý z nich dostane porciu plnohodnotného normálny spánok asi 6 hodín denne. V intervaloch hodiny alebo hodiny a pol dochádza k výmene, keď opačná hemisféra upadne do spánku.
Najzaujímavejšie je, že počas takéhoto sna sa delfín môže správať, akoby sa nič nestalo - plávať, loviť atď. Takže je pre vonkajších pozorovateľov sotva možné voľným okom určiť, či daný jedinec práve spí alebo nie.
Ako delfín spí - oči otvorené alebo nie?
Takmer všetci, ľudia aj zvieratá, zatvárajú oči vo sne. A čo delfíny? V úplnom súlade so striedavou bdelosťou každej z hemisfér! To znamená, že jedno oko spiaceho delfína je vždy zatvorené.
Prečo delfíny spia s jedným otvoreným okom? Už pred štúdiom mnohí venovali pozornosť skutočnosti, že jedno oko u delfínov je často zatvorené, ale nikto predtým neuhádol, že to spája so spánkom. Výsledkom štúdie sa teda zrodila skutočná vedecká senzácia.
Ukazuje sa, že príroda dala delfínom skutočne magickú príležitosť súčasne relaxovať a prebudiť sa. To znamená, že úplný a hlboký spánok, ako u iných cicavcov – s vypnutím oboch hemisfér mozgu – u delfínov nikdy nenastane.
Ako to vyzerá
Teraz chápeme, ako delfín spí. Každá z hemisfér striedavo drží svoje hodinky. Potom si vymenia miesta. Aktívna hemisféra ide spať, opačná sa začína prebúdzať. Keď prejde fáza spánku v delfíne, do práce sú zahrnuté obe hemisféry.
Tento evolučný mechanizmus poskytuje príroda, aby tento druh prežil. Neustále bdelá jedna z hemisfér rieši problém dodávky kyslíka do mozgu a zabraňuje nebezpečenstvu udusenia.
Delfíny sú skutočne úžasné stvorenia, vedci si nad ich spôsobom života lámali hlavu viac ako raz. Podarilo sa nám pomerne rýchlo zistiť, ako tieto cicavce dýchajú pod vodou: delfíny sa vynárajú na povrch, aby si dali dúšok vzduchu, a tento prísun kyslíka im vystačí na 10-15 minút. Ale otázka, ako delfíny spia, máta vedcov už dlho.
Delfíny sú cicavce, ktoré dýchajú kyslík, ale žijú vo vode. Ich pokožka je veľmi jemná na to, aby bola na povrchu dlhý čas bez vody. To znamená, že delfíny nemôžu spať pri plávaní blízko hladiny vody. Ale tiež nemôžu spať pod vodou, musia vystúpiť na hladinu, aby sa nadýchli vzduchu .. Tak ako potom spia?
Nejaký čas sa verilo, že delfíny vôbec nepotrebujú spánok, hoci sa to zdalo absurdné - odpočinok je potrebný pre každého živého tvora. Potom sa objavila teória, že spia s otvorenými očami, ale ani tá sa nepotvrdila. Vedci potom špekulovali, že delfíny môžu spať v záchvatoch medzi dúškami kyslíka, ale táto teória sa ukázala ako mylná, hoci je bližšie k náznaku.
Súvisiace materiály:
Zaujímavé fakty o delfínoch
A až nedávne štúdie potvrdili, že delfíny, rovnako ako všetky cicavce, stále spia. Ich oddych ale nie je celkom obyčajný. Pre dobrý spánok je skutočne potrebné zostať v stave nehybnosti, teda neovládať svoje telo. A pre mobilné delfíny je takýto odpočinok nemožný, pretože sú nútení pravidelne stúpať na povrch kvôli kyslíku.
Príroda všetko zariadila tak, že delfíny odpočívali bez toho, aby zamrzli v nehybnosti. Ako potom spia? Vedcom sa podarilo nájsť odpoveď na túto otázku štúdiom mozgu delfínov pomocou bioprúdov. A potom sa záhada vyjasnila. Všetci vieme, že počas spánku sa u ľudí aj zvierat „vypínajú“ obe hemisféry. Ale nie s delfínmi. Ako sa ukázalo, u delfínov spí striedavo ľavá a pravá hemisféra a kým jedna odpočíva, druhá bdie. Po hodine a pol sa vymenia: hemisféra, ktorá odpočívala, sa stáva aktívnou a hemisféra, ktorá bola bdelá, zaspí. Takto delfín spí a keď sa zobudí, obe hemisféry sú už v aktívnom režime. Tiež sa ukázalo, prečo majú delfíny niekedy zatvorené jedno oko – vidia len sladké sny.
Vedci zistili, že delfíny môžu zostať bdelé viac ako dva týždne a spať len s jednou polovicou mozgu.
Štúdia ukázala, že delfíny sú tak neustále schopné sledovať žraloky. Na rozdiel od suchozemských cicavcov delfíny v danom čase spia len s jednou polovicou mozgu. Polovica ich mozgu je v pokoji, zatiaľ čo druhá polovica zostáva v strehu a neustále menia aktívnu stránku.
„Po tom, čo sú ľudia a iné zvieratá bdelé mnoho hodín a dní, sú nútené zastaviť všetku aktivitu a ísť spať,“ vysvetlil Brian Branstetter, morský biológ z americkej Národnej nadácie pre morské cicavce v San Diegu. "Delfíny nemajú tieto obmedzenia, a ak by mali, pravdepodobne by sa utopili alebo sa stali ľahkou korisťou."
Aby sa ubezpečili, že delfíny sú ostražité, vedci otestovali ich skenovacie schopnosti. životné prostredie. Delfíny používajú echolokáciu na pochopenie sveta, čo je biologická forma umiestnenia zvuku, v ktorom vydávajú „píšťalky“ a počúvajú ozveny, aby preskúmali svoje okolie.
Vedci zistili, že tieto zvieratá dokážu využívať echolokáciu nepretržite 15 dní. V štúdii vykonali dva delfíny úlohu skenovania špeciálnych modulov pomocou echolokácie. Je možné, že delfíny sú schopné zostať bdelé oveľa dlhšie, ale vedci to ďalej nekontrolovali.
"Delfíny dokážu plávať a premýšľať mnoho dní bez odpočinku a spánku, možno dokonca nekonečne dlho," vysvetlili vedci.
Schopnosť spať len s jednou polovicou mozgu sa u delfínov vyvinula tak, že môžu dýchať na hladine vody, aj keď polospia. Svoju úlohu zohrala aj potreba byť v strehu.
Deti vychovávané zvieratami
10 záhad sveta, ktoré veda konečne odhalila 2500 rokov staré vedecké tajomstvo: prečo zívame Zázračná Čína: hrášok, ktorý dokáže potlačiť chuť do jedla na niekoľko dní V Brazílii vytiahli z pacienta živú rybu dlhú viac ako meter Nepolapiteľný afganský „upírsky jeleň“ 6 objektívnych dôvodov, prečo sa nebáť bacilov
