Птиците спијат додека летаат со општеството Макс Планк
Фрегет птиците спијат во лет во слична шема како на копно, но значително помалку
За прв пат е можно да се истражи тоа и како птиците можат да спијат во лет. Меѓународен тим истражувачи на чело со Нилс Ратенборг од Институтот за орнитологија Макс Планк во Севизен, преку мерења на активноста на мозокот кај фрегата птици откриле дека спијат со двете половини на мозокот во исто време или само со една половина додека летале. Иако сите навики на спиење се јавуваат и кога спијат на копно, животните спијат во воздухот само три четвртини од еден ден на ден. Од друга страна, тие спијат над дванаесет часа на копно. Како птиците очигледно лесно ги прилагодуваат своите перформанси на овој недостаток на сон, сè уште е мистерија.
Фрегетските птици достигнуваат распон на крилјата над два метри. Тие се одлични летачи и можат да поминат стотици километри на ден.
Некои морнари, птици песни, песочнички и морски птици летаат непрекинато неколку дена, недели или дури месеци додека ја преминуваат земјата. Најчесто се претпоставуваше дека птиците треба да спијат во лет, бидејќи недостатокот на сон влијае на физиолошките процеси во телото. Но, како да спиеме без да паднеме од небото или да се судриме со препреки што одеднаш се појавуваат?
Полуспан или буден во лет?
Една можност би била да спиете само со една хемисфера на мозокот, како што открил Нилс Ратенборг кај патките: Иако тие обично спијат со двете хемисфери на мозокот, животните на работ од групата го држат отворено отвореното око со око. Соодветната половина на мозокот е будна, додека половина поврзана со затвореното око спие. Делфините можат да пливаат и при спиење на половина од мозокот. Ова е причината зошто истражувачите претходно претпоставуваа дека птиците исто така се потпираат на овој тип автопилот при летот за да се движат и да ја одржуваат аеродинамичката контрола.
Но, исто така е можно птиците да нашле начин да го измамат својот сон: Ратенборг и неговите колеги забележале дека птиците во голема мера се воздржуваат од спиење во текот на целата сезона на размножување. Си дозволувате само краток длабок сон од неколку секунди до минути сега и тогаш. Продолжените летови не мора да бидат доказ за спиење во лет, животните исто така може да ја намалат, па дури и да ја запрат нивната потреба за спиење во лет. Без директно мерење на состојбата на мозокот, спиењето во лет е чиста шпекулација.
Уредите за мерење ги одредуваа мозочните бранови и движењата на главата
За да ја реши загатката, Нилс Ратенборг се здружи со Алексеј Висоцик од Универзитетот во Цирих и ЕТХ Цирих. Тој разви мал логер за податоци што може да ги мери промените во мозочната активност користејќи електроенцефалограми и движења на главата. На овој начин, научниците беа во можност да ги разликуваат будењата од фазите на спиење што беа пронајдени кај птиците во одмор: сон со бран (SWS) и сон со брзо движење на очите (REM).
Во соработка со Националниот парк Галапагос и Себастијан Круз, истражувач на морски птици од Еквадор, научниците се фокусираа на птиците фрегата кои се размножуваат на островите Галапагос. Овој голем вид морска птица лета без престан преку океанот со недели, бркајќи летачки риби и октопод што ги водат на површината предаторски риби или китови. Истражувачите ги прицврстувале мобилните уреди за мерење на главите на женски животни некое време пред да тргнат на ловџиите до 3.000 километри, што траело до десет дена. Покрај брановите на мозокот во двете половини на мозокот, дрвосечачите исто така снимале движења на главата, а ГПС-уредот на грбот на животните ја забележал висината и нивната позиција.
Откако птиците се вратиле на копно и се опоравиле некое време, тие биле фатени и дрвосечачите отстранети. Брисон Воирин, соработник во истражувањето и втор главен автор на студијата, вели: „Како и многу животни на островите Галапагос, птиците фрегата имаа огромна доверба и дури спиеја кога ги фатив по втор пат“.
Евалуацијата покажа дека птиците фрегата спијат во лет на различни начини. Во текот на денот, птиците останаа будни за активно да бараат извори на храна. Со почетокот на ноќта, брановите на мозокот формираа модели на бавно спиење кои траеја неколку минути додека птиците лизгаа. Изненадувачки, сонот со бавен бран се случи не само во една половина од мозокот, туку и во целиот мозок. Значи, веројатно не е потребно да се држи будна едната половина од мозокот за аеродинамичка контрола. Дури и да е така, во споредба со копно, само дел од мозокот е поверојатно да спие во лет.
Со проценка на податоците за движењето, научниците откриле објаснување за унихемисферскиот сон: Кога птиците ги користат зголемените воздушни струи во кружни движења, половина од мозокот што е поврзан со окото и гледа во правец на летот, обично останува буден. Од друга страна, хемисферата на мозокот што му припаѓа на окото свртено кон надвор, спиела, па птиците сигурно виделе каде летале. „Фрегата птиците го држат едното око отворено за да спречат судири со други птици, исто како патките што внимаваат на потенцијалните предатори“, вели Ратенборг.
Покрај бавниот сон во целиот мозок или половина од мозокот, научниците измерија кратки прекини во фазите на спиење РЕМ во ретки случаи. За Ратенборг, како истражувач на спиење птици, ова не беше изненадувачки. За разлика од цицачите, во кои фазите на спиење РЕМ се долги и се поврзани со целосно губење на мускулниот тонус, фазата на спиење РЕМ кај птиците е кратка. Покрај тоа, губење на мускулниот тонус кај птиците може да доведе до опаѓање на главата, но тие се уште можат да стојат - дури и на само една нога. Дури и кај птиците фрегата кои спијат РЕМ, главата тоне во лет, но однесувањето на летот не се сменило за тоа време.
Целосно внимание над морето деноноќно
Фрегетските птици имаат исти навики на спиење во лет како на копно. Сепак, спиете во просек само 42 минути на ден во лет. Најдолгиот непрекинат сон што научниците го измерија траеше нешто помалку од шест минути. Назад на копно, животните спијат над дванаесет часа на ден, со епизодите на спиење, исто така, подолги и подлабоки. Значи, птиците фрегата се екстремно поспани во лет. „Зошто птиците спијат толку малку во лет, дури и ноќе кога не ловат, сè уште е нејасно“, вели Ратенборг. Претходните студии покажаа дека птиците фрегата ги следат океанските струи во потрага по добри извори на храна, па можеби тоа е причина да се биде буден. Интересно, недостатокот на сон во лет укажува на тоа дека еколошката средина над океанот бара поголемо внимание отколку што може да собере половина буден мозок.
Како фрегата птиците ги компензираат негативните ефекти врз организмот поврзани со недостаток на сон? Ние луѓето заспиваме по неколкучасовно губење на сонот зад воланот, дури и ако сме целосно свесни за опасноста и се бориме да останеме будни. „Зошто ние, и многу други животни, страдаме толку драматично од недостаток на сон, додека некои птици се чини дека се справуваат со многу помалку сон без проблеми, засега останува мистерија“, вели Ратенборг. Понатамошните истражувања тука би можеле да дадат нови сознанија за разбирање на спиењето и последиците од неговата загуба.