Tiredивотински уморен - ДЕР Шпигел 42009
Калиа не сака да спие. Не денес. Не утре. Не за една недела. По можност воопшто на почетокот. Од нејзиното раѓање, тоа беше случај со бебето орка во забавниот парк Сиорворлд во Сан Диего, Калифорнија.
Написот како PDF
Theивотното е постојано во движење, кружејќи во базенот од 6400 кубни метри. И веднаш до него плива, немирно, Касатка, тешка околу два и пол тона, мајка на малите.
„Сите сметаме дека животните мора да бидат неверојатно уморни“, вели ветеринарот од „Сиорверлд“, Jamesејмс МекБејн, „но изгледа дека не се“.
Повеќе од четири недели по раѓањето на телето кит во 2004 година, Калија и нејзината мајка се движеа без престан низ базен во зоолошката градина. И omeером Сигел, истражувач за спиење на Универзитетот во Калифорнија во Лос Анџелес, е воодушевен до ден-денес. „Theивотните не правеа ништо што изгледаше како сон со недели", се сеќава истражувачот. „Ова во основа се коси со идејата дека спиењето е од суштинско значење за развојот на мозокот и телото".
Спиењето на китовите убијци е феномен. Кога се млади, воопшто не спијат. Подоцна, само половина од нејзиниот мозок дреме. Тие веројатно никогаш не сонуваат. И со нивното екстравагантно однесување во спиењето, тие не се ниту сами во животинското царство.
Animивотните спијат додека им растеше клунот и муцката. Алпскиот мрмот одмара до седум месеци годишно. Theирафата управува само четири часа во текот на ноќта. Djунгарските хрчаци одат во состојба на парализа во текот на денот, додека во текот на ноќта тие брзаат низ своите подземни тунели. Мрзливецот, од друга страна, не е сè толку мрзлив. На девет и пол часа, тешко дека спие подолго од луѓето.
Ништо не изгледа невозможно во областа на спалната и ноќната ластовичка. И, истражувачите го кршат нивниот мозок: Како настанала различноста? Кое е универзалното значење на спиењето кога секое животно спие различно? Големиот спектар на однесување овозможува да се извлечат заклучоци за еволуцијата на спиењето, вели Сигел. И уште повеќе: Сигел сака да го прочита подлабокото значење на curубопитноста на спиењето од однесувањето на животните кај спиењето.
„Главното прашање е зошто Мајката природа создала толку чуден феномен пред се“, вели Патрик Мекнамара, невропсихолог од Универзитетот во Бостон. Заедно со колегите, истражувачот започна проект за племенската историја на спиењето. Научниците веќе го документирале однесувањето на спиењето на околу 150 видови цицачи во базата на податоци. Мекнамара: „За разлика од сексот, однесувањето во лов или бегство, функцијата на сон не е очигледна“.
Еснафот на сомнолозите веќе ги состави сите видови на чудесни работи. Bullfrogs, на пример, често седат таму дрско, но никогаш не спијат. Кубанската жаба од дрво Osteopilus septentrionalis, зебрафисот или овошната мушичка се различни: тие понекогаш чувствуваат вид на поспаност.
Спиењето, како што му е познато на човекот, се чини дека постои само кај цицачите и птиците. Истражувачите одамна смислија паметни методи за прислушување на спијачи на животни. Електродите се вградуваат во мозокот на животните за да се евидентира активноста на органот што размислува како електроенцефалограм (ЕЕГ). Истражувачите во однесувањето прецизно снимаат колку е силна ерекцијата на стаорци кои сонуваат, дали фламинга ги менува нозете ноќе или колку често лавовите ги грчат очите за време на спиењето.
Се користи високо развиена техника на шпионирање. Истражувачите од Универзитетот во Тасманија користеле ултразвучни сонди и уреди за следење за да ги набудуваат ежевите со кратки сметки во Австралија во нивните простории за хибернација. Откриле дека мажјаците честопати се мешаат во спиење жени. Сексот во погрешно време ги зголемува шансите немирниците да имаат свои потомци.
Други научници користат експерименти со непријатен изглед за да откријат како реагираат животните на лишување од сон. „Методот на откривање вода - вода“ на американскиот истражувач за спиење Алан Рехтшафен е познат и озлогласен. На средина на слив со вода, научникот инсталирал ротирачки диск кој бил поделен на две половини од wallидот кој бил трајно инсталиран преку сливот. Истражувачот стави стаорец на една од овие половини. Секогаш кога животното се закануваше дека ќе заспие, тој го оставаше дискот да ротира и со тоа го принудуваше стаорецот да работи. Последиците беа фатални: животното изгуби тежина. Неговата телесна температура се зголеми. По две до три недели дојде смртта.
„Дијаболен уред“, коментира Сигел - но вреден за истражување на спиењето. Едно време се сметаше за сигурно дека лишувањето од сон е фатално. Тезата оттогаш е побиена, вели Сигел. Експериментите беа повторени со глувци. Никој не почина. Истражувачите ставале стаорци во неблагодарна работа која започнала да трча секогаш кога животните ќе се заморат. Ниту еден стаорец не умрел, вели Сигел. Експертите дури бркале птици низ комплет со цел да ги лишат од сон. Со недели. „Ништо“, вели Сигел, „дури ни слабеење“.
Резултатите од мерењата на мозочните бранови се слично варијабилни. Истражувачите прават разлика помеѓу различните фази на спиење, како што е длабокиот сон, во кој мозокот квази се одмора и произведува електрични импулси со долг бран, и таканаречениот РЕМ сон („Брзо движење на очите“), што предизвикува силно стегање на јаболчниците зад затворените капаци и живо Соништата одат рака под рака.
Многу биолози веруваат дека РЕМ сонот помага при учење и е важен за развојот на мозокот. Всушност, скоро сите новородени цицачи спијат многу; процентот на сон во сон е невообичаено висок за нив. Но, што е со бебето од орка Калија од Калифорнија? Што е со делфините кои, по децении интензивно истражување на спиењето на делфини со шишиња, сè уште не биле фатени како сонуваат? Наместо тоа, животните спијат само со една половина од мозокот, ако воопшто има. Додека невроните во едната половина од органот што размислува огно пука, другата половина е затворена. Во одреден момент неактивната страна се буди, другата почнува да дремува.
Или птиците: американскиот физиолог Нилс Ратенборг од Институтот за орнитологија Макс Планк во Севизен, Баварија, пред неколку години забележа дека северноамериканските јазовци можат да поминат и со многу малку сон. Задржани во кафези, птиците беа зафатени од немири во времето на миграција. „Тие скокаа возбудено напред и назад и едноставно промашија две третини од сонот“, известува истражувачот.
Ратенборг сега се обидува да открие дали птиците навистина остануваат без спиење за време на потегот или дали земаат една или две дремки додека летаат. Минатата година, истражувачот и неговиот тим поставија lingsвезди од рози во тунел за ветер со должина од 20 метри. Потоа тие започнаа со машината што рикаше. Со сила на ветерот шест од напред, птиците мораа да се оддалечат.
Дали пердувите животни дремнеа на пробниот лет што траеше со часови? „Не“, вели Ратенборг, „но уште повеќе потоа“. Сега истражувачот сака да ги провери резултатите за дивите фрегата птици. Тие носат ситни ЕЕГ-рекордери на главите. Уредите се дизајнирани да ја снимаат мозочната активност за време на летот.
Одличните авиони остануваат во воздухот до една недела за своите риболовни патувања на отворено море. Дали се префрлувате на автоматски пилот? Ратенборг смета дека тоа е можно. Како делфините, птиците можат да спијат со половина мозок. Окото доделено на будената хемисфера останува отворено. „Едната половина од мозокот се опоравува, другата останува будна“, вели истражувачот. Тој веќе го забележал curубопитниот феномен кај палки. Ако спијат во група, животните што седат надвор секогаш будно го следат светот. Секогаш и тогаш патките се вртат и продолжуваат да спијат од другата страна.
Списокот на екстремни прагови може да се продолжи. Скоро сите морски цицачи се господари на малку сон на море: моржовите можат да бидат будни над 80 часа без да се опорават. Сперматозоидите спијат максимум два часа на ден, лебдејќи вертикално во водата. Од друга страна, ушните пломби, се чини дека можат да се префрлаат напред и назад помеѓу различните режими на спиење по своја волја. На своите ловечки експедиции во океанот, животните очигледно спијат само со половина мозок, како делфини, известува биологот Олег Лијамин од Ултришкиот делфинариум во Москва. Можете да направите без РЕМ спиење целосно со недели. Назад на копно, фазите на длабок сон и соништа повторно се менуваат.
Екстремистите меѓу спијачите не прават ништо друго. Кога станува студено во пустините во Калифорнија и Аризона, на пример, Хелчоко, „спиечот“, исчезнува во карпести ниши или под кактуси. Неговата телесна температура потоа паѓа од околу 40 на само 5 степени. Само кога инсектите летаат во пролет, тие повторно се креваат во воздухот. Зимската ноќна ластовичка е името на постојаниот сон, со тежина од само 50 грама, а хибернацијата е феномен. Тоа е веројатно најрадикалниот начин на ставање на телото во состојба на подготвеност. Студот, недостаток на храна или недостаток на вода значи дека луѓето мора да бегаат во режим на заштеда на енергија. Тропските лилјаци и колибри се смрзнуваат кога има недостаток на цвеќиња што содржат нектар. Полумајмуни во Мадагаскар ја минуваат сушната сезона, калифорниските верверички спијат низ блескавото лето.
Исклучувањето е тајната на животот на најмалиот пламен. „Метаболизмот во голема мера е исклучен“, вели Герхард Хелдмаер, зоофизиолог на Универзитетот во Марбург. Ваквото однесување може да заштеди мали животни до 98 проценти енергија. Промената во мозокот е особено радикална - енергетскиот газлер е исклучителен кога е буден. „Активноста на мозокот веќе не е видлива на ЕЕГ“, вели Хелдмаер, состојба што ја дефинира мозочната смрт кај луѓето. Само некои области на мозочното стебло остануваат активни.
Природата ја помести границата помеѓу животот и смртта скоро до апсурд. Екстремист меѓу зимските спијачи е арктичката верверица. Кога се приближува зимата на северна Алјаска, таа се витка под земјата и замрзнува. Температурата на подот паѓа на минус 18 степени Целзиусови. Но животното се спротивставува. На минус 2 степени ја стабилизира телесната температура - без замрзнување на крвта. Биолозите ја нарекуваат оваа способност „супер ладење“.
Дали е тоа уште спиење? Токму затоа што мозокот е скоро целосно исклучен за време на хибернација, многу биолози не сметаат дека феномените се споредливи. Но, Сигел гледа паралели. Хибернацијата на гоферите, строгоста на ластовичката во текот на зимата, полустраниот сон на делфините е пред сè адаптација кон животните услови на животните.
„Еколошките фактори имаат извонредно влијание врз начинот на спиење на животните“, потврдува невропсихологот Мекнамара. Gирафите или слоновите спијат малку затоа што им треба многу време да се наполнат со доволно зелена сточна храна. Од друга страна, лавовите или другите месојади не треба да бидат будни долго: тие можат да ги покријат своите дневни потреби за храна со еден лов, а потоа да преминат во режим на заштеда на енергија. Од друга страна, морските птици, кои покриваат долги растојанија над вода, не можат да помогнат, но да го намалат нивниот сон на минимум.
Или големата кафеава палка: во колонии до 700 примероци, животното се населува во Северна и Централна Америка - и може неверојатно да виси. Мавтањето спие до 20 часа на ден. Станува активен само во вечерните часови и лови инсекти. „Лилјакот може да гледа лошо порано во текот на денот, нема доволно храна за јадење и му се заканува напад од птици“, вели Сигел. „Едноставно е бесмислено да бидат будни подолго“.
Сигел верува дека спиењето еволуирало затоа што ви овозможува истовремено да заштедите енергија и да избегнувате опасности. И истражувачот исто така смета дека знае како настанал феноменот. Пред повеќе од десет години, неговата експедиција го однесе низ креветите на животните во пештерата за спиење на австралискиот птицечовка. Единствениот примерок за поставување јајца - еден вид химера направена од патка и бобра - стои точно во корените на цицачите. Неверојатна работа: Ornithorhynchus anatinus поминува до 60 проценти од времето за спиење со РЕМ сон. Потоа молња трепери низ неговиот заспан ум. Клунот се движи како во сонувачко пребарување плен. Сепак, неговиот мозок се однесува поинаку од оној на стаорец или човек. Додека РЕМ сонот е забележлив и во предните региони на мозокот преку зголемени возбудувања, огнометот во главата на платипусот е ограничен на мозочното стебло, најстариот дел од мозокот.
„Се чини дека РЕМ сонот влече корени во виталната, примитивна функција на мозокот“, вели Сигел, извлекувајќи далекусежни заклучоци. Дали е можно РЕМ сонот да е потекло на сонот пред се? Истражувачот гледа континуитет. РЕМ сонот првпат се појави во еволуцијата. Мозочната активност наликува на будност. Само мускулите се затворени. Во подоцнежната фаза на длабок сон, мозокот исто така мирува. Конечно, во зимските спијачи, органот за размислување е целосно отепан. Заштедата на енергија е максимална. Вака можеше да се развие спиењето.
Значи, спиењето е малку повеќе од заштеда на алтернатива за будење, состојба кон која животните секогаш се стремат кога немаат што подобро да прават?
„Не мислам дека сонот има витална физиолошка функција“, вели Сигел. „Alsивотните едноставно спијат кога не треба да бидат будни“. Но, истражувачот е сигурен во противречноста со ваквите тези. Голем број публикации сугерираат, барем кај луѓето, дека без сон мозокот страда и се јавува сериозно психолошко и невролошко оштетување.
Сигел ги прифаќа овие резултати. Но, тој се сомнева дали тие всушност ја доловуваат основната функција на спиењето. Затоа што ако спиењето е толку важно за мозокот, како може да се чини дека некои животни едвај поминуваат без него?
„Китовите и делфините се меѓу животните со најголем мозок од сите други“, вели истражувачот, „и тие растат и веројатно учат многу без некогаш да спијат правилно“.
Бебињата Оркас како Калија од паркот Сиорворлд во Сан Диего мораат да останат будни во првите недели од својот живот: „Во спротивно тие ќе замрзнат до смрт, ќе ја изгубат својата мајка или ќе станат храна од ајкула“.
„Некако се чини дека овие цицачи најдоа начин да се справат со постојаното лишување од сон“, вели Сигел. Како да ги докажува своите тези, тој води во соседната просторија на неговиот институт. Има бледо животински мозок боб во формалин во големи стаклени цилиндри. „Слон, тигар, делфин, кит белуга, печат“ - Сигел ги чекори полиците. „Ах, еве го тоа“, вели тој, ставајќи пластични нараквици и одземајќи го импозантниот мозок на кит убиец.
„Само погледни“, вели истражувачот, „толку големо - и животното практично никогаш не спие!