Zašto delfini spavaju s jednim otvorenim okom. Spavanje na valovima Što se dogodilo

“Kitovi (a dupini spadaju u podred kitova zubatih) spavaju na površini vode”, sve je što je na ovo pitanje mogao odgovoriti jedan od autora knjige o dupinima. Dobro rečeno, ali prekratko.

Kao i svi sisavci, dupini dišu plućima. Njihova jedina nosnica - tzv. puhalica - nalazi se na uzdignutom dijelu tjemena. Stoga, čak iu snu, životinja mora stalno održavati određeni položaj u vodi. Ali, kako se obično vjeruje, dubok san razlikuje se od budnosti po tome što se u to vrijeme mišići svake životinje opuštaju i ona može zauzeti različite položaje. Dupini si to ne mogu priuštiti. Znači li to da zapravo uopće ne spavaju?

Što je hipoteza originalnija, to zahtijeva uvjerljivije dokaze. Ali Lillu ih nije imala. U isto vrijeme, njegova se pretpostavka ne može smatrati čisto spekulativnom. Američkog su znanstvenika na to potaknule neke činjenice, a prije svega slučajno otkrivena neobična ovisnost disanja dupina o stanju njihova živčanog sustava.

Davno, kad je Lilly tek počela raditi s dupinima, nekoliko iskusnih fiziologa u Marinelandovom laboratoriju krenulo je po prvi put mapirati dupinov cerebralni korteks. Da bi se to postiglo, prema prihvaćenoj metodi, životinje su prije svega morale biti lišene mogućnosti kretanja. “Dupin je izvađen iz vode i stavljen u čašu”, kaže John Lilly u svojoj knjizi. “Dr. Woolsey mu je ubrizgao izračunatu dozu narkotika Nembutal. Ova doza - trideset miligrama po kilogramu tjelesne težine - bila je tek nešto manja od one koja se inače koristi za primate, tako da je životinja morala duboko zaspati... Sljedećih pola sata bilo je izuzetno bolno za sve nas. Dupin je disao sve rjeđe i na kraju mu je srce stalo.”

Pretpostavke o prevelikoj dozi ili specifičnom učinku Nembutala nisu se ostvarile. Naknadni pokusi pokazali su da i najmanje količine bilo koje droge neizbježno dovode do smrti životinja, a uzrok tome je respiratorni zastoj. “Bilo je to obeshrabrujuće, neočekivano otkriće”, priznaje Lilly.

Majmuni, psi, mačke, kao i drugi sisavci, nastavljaju normalno disati u narkotičkom snu. Delfini su iz nekog razloga ispali iz ove serije. Pojavila se misao da dupini ne dišu refleksno, već svjesno kontroliraju disanje. Samo bi to moglo objasniti zašto čak i blagi utjecaj na živčani sustav izazvao nepopravljive posljedice.

Za biologa L.M. Mukhametova, koji se specijalizirao za proučavanje fiziologije sna, dupini su od posebnog interesa. I prije svega, gore opisana neshvatljiva veza između sna i disanja.

Jedna od glavnih tehnika za proučavanje više živčane aktivnosti je uvođenje elektroda u različite strukture živog mozga. Istina, da bi se tradicionalna tehnika primijenila na dupinima, trebalo je pokazati mnogo domišljatosti: životinju je trebalo spojiti na uređaje bez ograničavanja, ili barem ne ograničavajući previše njezinu slobodu. Morao sam smisliti ne samo načine za pouzdanu implantaciju elektroda u mozak životinje, već i korištenje posebnog antivibracijskog kabela koji ih povezuje sa snimačem i ne ometa kretanje dupina.

Za vrijeme trajanja pokusa, dupini se prebacuju u mali bazen. Izravno iz glave životinje strše žice koje idu prema gore. Sivi živi torpedo kruži u vodi, povremeno gledajući posjetitelja velikim inteligentnim pogledom. Razvijena tehnika dala je znanstvenicima priliku da kontinuirano i dugo promatraju objektivnu sliku aktivnosti mozga dupina, u kojem god stanju - bilo da je to spavanje ili budnost - bilo.

A sada u rukama imaju nepobitne činjenice. Ispostavilo se da dupini, kao i drugi sisavci, spavaju dosta dugo i neprekidno. I dupini dišu u snu. Pa ipak, ne svi, poput kopnenih sisavaca. Prije svega, nastavljaju plivati ​​u snu. I to ne pasivno, kao što se prazna bačva njiše u moru, nego se neprestano kreće po površini bazena.

Spavanje u pokretu ili kretanje u snu? Ali zar se tako ne ponašaju luđaci? Osoba koja spava zatvorenih očiju ne samo da stoji, hoda, nego ponekad izvodi čuda ravnoteže. Istina, mjesečarenje je jasna povreda psihe, a ovdje su prilično zdrave životinje. Imalo se što iznenaditi! Istraživanja su nastavljena, a ovdje je znanstvenike čekalo najveće iznenađenje: desna i lijeva polovica mozga usnulih dupina očito su bile u različitim stanjima. Bilo je teško povjerovati, nitko nikada nije vidio nešto slično! Sudeći prema krivuljama biopotencijala, kada je jedna hemisfera spavala, druga je bila budna ili je bila u stanju koje je vrlo podsjećalo na budnost. Štoviše, hemisfere su bile naizmjenično u aktivnom i inhibiranom stanju, redovito mijenjajući uloge svakih nekoliko desetaka minuta.

Zašto je dupin trebao steći tako neobičnu sposobnost? Ako aktivnost jedne od hemisfera doista znači budnost, onda možda ona u ovom trenutku obavlja neke funkcije psa čuvara? Istina, dupini nemaju toliko uistinu opasnih neprijatelja, ali ne treba zaboraviti na prijevaru okolnog vodenog elementa.

Stalno, čak iu snu, ostati na oprezu neprocjenjiva je kvaliteta za divlju zvijer. Zašto dupin ne bi imao i ovo svojstvo uz svoje ostale veličanstvene sposobnosti? Još nije potrebno potpuno odbaciti ovu mogućnost. Štoviše, i neka druga zapažanja govore tome u prilog. Primijećeno je, primjerice, da dupini koji spavaju imaju jedno oko otvoreno. Nije li to "oko koje spava" povezano s budnom hemisferom?

I dalje. Moguće je da je naizmjenična budnost jedne od hemisfera neophodna kako bi dupin organizirao složen lanac dobro koordiniranih respiratornih pokreta. U ovom slučaju smrt životinja u laboratoriju postaje sasvim razumljiva: ubrizgana narkotička tvar remeti normalnu aktivnost dviju polovica mozga odjednom i time isključuje disanje.

Opovrgnuta je teorija da dupini nikad ne spavaju, oni zaspu, ali ne baš kao ostala živa bića. Dugo vremena znanstvenici govore o cjelodnevnoj budnosti, tvrdeći da su dupini više životinje, a ne ribe ili vodozemci. A to znači potrebu da uvijek iznova izlazite na površinu kako biste udahnuli. Pod takvim uvjetima, spavanje se čini vrlo malo vjerojatnim.

Znanstvenici su proveli mnoga istraživanja o ponašanju dupina u zatočeništvu iu njihovom uobičajenom staništu. Evo njihovog rezultata:

• životinja treba učiniti udahnite svakih petnaest minuta;
• koža kitova treba stalnu hidrataciju, tako da ne mogu dugo ostati na površini;
• fine motoričke sposobnosti, kao što su pokreti peraja i kontrakcije mišića, nikada ne prestaju, za razliku od drugih sisavaca;
• u razdobljima smanjene aktivnosti, koja bi se mogla okarakterizirati kao spavanje, dupini nisu prestajali izranjati na površinu radi disanja ili, obrnuto, roniti u dubinu kako bi ovlažili kožu;
• aktivnost mozga nikada nije smanjena na razinu drugih životinja i ljudi u stanju spavanja.

Značajke strukture mozga

Međutim, istraživanja na području somnologije (znanosti o spavanju) pokazala su da su mehanizmi i faze spavanja isti kod svih viših životinja. A u njegovoj odsutnosti duljoj od dvanaest dana, kod živog bića nastaju psihički poremećaji i poremećaji ponašanja, a zatim ono umire.

To nas je natjeralo da ponovno razmotrimo teoriju o nedostatku sna kod dupina i provedemo dublje istraživanje. Dobiveni podaci bili su jednostavno nevjerojatni:

1. Dupini još spavaju.
2. Imaju nešto drugačiju strukturu mozga, što omogućuje hemisferama da funkcioniraju odvojeno jedna od druge.
3. Tijekom sna, kod svih kitova, naizmjence spavaju desna i lijeva hemisfera, dok budna preuzima funkcije upravljanja tijelom.
4. Dupini imaju sposobnost osjetiti magnetske struje, što im omogućuje da se kreću u određenom smjeru dok spavaju.

Kako delfini spavaju

Ispostavilo se da dupini idu na spavanje svake hemisfere mozga, dok je oko koje odgovara hemisferi koja spava zatvoreno, a ono koje ne spava je otvoreno. Za vrijeme odmora, pametne životinje napuštaju dubine opasnog oceana, gdje im prijete auli, u plićak.

Međutim, samo odrasli dupini mogu spavati čak i s jednim otvorenim okom; u prvom mjesecu života dupini stvarno ne zaspu. U istom razdoblju, žene koje brinu o novorođenčadi također su prisiljene voditi aktivniji način života. Znanstvenici vjeruju da je ova značajka posljedica posebne hormonske pozadine.

Studije spavanja također su pokazale da kitovi sposoban sanjati. Znanstvenici su do tog zaključka došli promatrajući reakciju. Životinje koje su spavale ispuštale su zvukove, bile su zabrinute i pokazivale druge emocije karakteristične za moždanu aktivnost.

Još zanimljivih činjenica

Pa ipak, dok su proučavali anomalije spavanja dupina, znanstvenici su paralelno došli do nekoliko zanimljivih otkrića. Ispada da svaki član grupe ima ime koje sam bira. Stoga se mogu identificirati i nazvati određenu osobu.

Također, nedavna opažanja potvrđuju prisutnost razvijene društvene strukture unutar zasebnog čopora i sposobnost empatije. Ove činjenice pridonijele su priznavanju dupina kao jedinki u nekim zemljama i potpunoj zabrani dupinarija i bilo kakvog korištenja kitova za zabavu u drugima.

Svako živo biće treba odmor kako bi obnovilo snagu tijela. Tako je priroda zamislila. San je neophodan svima - pticama, sisavcima, svim životinjama višeg reda, uključujući i nas - ljude. Navikli smo povezivati ​​san sa stanjem potpune opuštenosti i nepokretnosti. Tako spavaju gotovo svi predstavnici visoko organizirane saune.

Uobičajeno je da lavovi većinu dana spavaju na leđima. Slonovi u Africi obično drijemaju stojeći dva do tri sata. Dugonoge žirafe sklupčane su da se odmore.

Ali kako delfin spava? Uostalom, nitko ga nikada nije vidio nepomičnog. Ove nevjerojatne životinje uvijek se kreću u vodi s iznimnom lakoćom i gracioznošću. Čini se da su budni 24 sata dnevno, i pospano stanje načelno nisu svojstveni.

No, ta je pretpostavka pogrešna, što konačno i dokazuju suvremena znanstvena istraživanja.

Kako dupini dišu?

Mi ljudi rijetko razmišljamo o svom disanju - za nas je taj proces prirodan. Ali s dupinima su stvari malo kompliciranije. Svakih 5 ili 10 minuta bilo koji od dupina treba izroniti kako bi obnovio zalihe kisika, što sugerira koordinaciju mišića i mozga.

Svi odavno znaju da dupin nije riba, već pravi sisavac. Štoviše, smatraju se sekundarnim vodenim sisavcima. Odnosno, njihovi preci izvorno su postojali u vodenom elementu, ali su s vremenom ovladali zemljom i mogli disati uz pomoć pluća. Razlozi zašto se takve životinje vraćaju u vodeni element znanstvenicima nisu poznati.

Takvi sisavci, za razliku od riba, nemaju organe niti prilagodbe koje im omogućuju disanje pod vodom. Odnosno, nemaju škrge. Da bi nakupio zraka za disanje, dupin mora izroniti.

Dišni organi dupina

Posljedično, vodeći život morskog stanovnika, dupin nastavlja disati plućima. Ima poseban ventil koji dupin otvara kada se približi površini vode. Nakon izdaha i udisaja, životinja zatvara ventil i nosi svježi dio kisika pod vodom. Taj je proces prilično kompliciran za tijelo i gotovo je nemoguć u pospanom stanju.

Međutim, primljeni dio zraka dovoljan je, kao što je gore navedeno, čak pet do deset minuta. Dugi niz godina biolozi su zaokupljeni sasvim očiglednim pitanjem - kako dupin spava na ovaj način, jer su vremenski intervali kroz koje ovaj sisavac mora izaći kako bi primio dio atmosferskog kisika prilično kratki.

Pitanja, pitanja...

Iznesene su mnoge verzije. Najekstremniji od njih tvrdili su da dupinima uopće nije potreban san, odnosno da nikada ne ostaju u tom stanju. Prema drugoj teoriji, karakterizira ih kratki odmor između izrona na površinu.

Spavaju li dupini uopće? Dugo vremena su se ove životinje smatrale somnambulistima, odmarajući se u stanju napetosti mišića i otvorenih očiju. Također se vjerovalo da ih karakteriziraju periodi sna u kratkim intervalima između udisaja i izdisaja, a bude se zbog kemijskih promjena u sastavu pohranjenog dijela kisika.

Neki znanstvenici dupinima pripisuju automatske radnje, poput mjesečara. Da bi se utvrdilo pravo stanje stvari, organizirana su istraživanja u kojima je trebalo registrirati biostruje mozga dupina.

Kako delfin spava - riječ znanosti

Ovaj postupak je vrlo težak. Životinje su morale biti smještene u bazen, a elektrode su im ugrađene u mozak. Snimanje danih signala provedeno je uz pomoć radio valova, što je omogućilo dupinima da vode svoj uobičajeni način života.

Rad su na crnomorskoj biološkoj postaji proveli istraživači s Akademije znanosti. Kako bi konačno otkrili kako dupini spavaju, sovjetski znanstvenici A. Ya. Supin i L. M. Mukhametov, predstavnici Instituta za evolucijsku morfologiju i ekologiju životinja, organizirali su promatranje sisavaca, koje se provodilo kako u ograđenim prostorima, tako iu otvorenom bazenu.

Za ugradnju elektroda u mozak odabrano je nekoliko primjeraka dobrih dupina i azovoka. Životinje su dobile priliku da se uobičajeno vesele, pri čemu je pomoću radio signala snimljen elektroencefalogram mozga. Dobiveni crtež omogućio je praćenje aktivnosti svake njegove hemisfere.

Što se dogodilo?

Rezultati studije znanstvenici su bili jednostavno šokirani. Ispostavilo se da potpuno uranjanje u san nije tipično za dupine. To jest, njihov mozak ostaje kontinuirano aktivan. Otkriće je da njegove hemisfere spavaju doslovno naizmjence. Svaki od njih dobiva dio punopravnog normalan san oko 6 sati dnevno. U intervalima od sat ili sat i pol dolazi do zamjene kada suprotna hemisfera utone u san.

Najzanimljivije je da se tijekom takvog sna dupin može ponašati kao da se ništa nije dogodilo - plivati, loviti i tako dalje. Stoga je teško da je vanjskim promatračima golim okom moguće utvrditi spava li određena jedinka u ovom trenutku ili ne.

Kako delfin spava - otvorene oči ili ne?

Gotovo svi, i ljudi i životinje, zatvaraju oči u snu. A što je s dupinima? U potpunom skladu s naizmjeničnom budnošću svake od hemisfera! Odnosno, jedno oko dupina koji spava uvijek je zatvoreno.

Zašto dupini spavaju s jednim otvorenim okom? Čak i prije studije, mnogi su obratili pozornost na činjenicu da je jedno oko kod dupina često zatvoreno, ali nitko ranije nije pogodio da to poveže sa snom. Tako je kao rezultat studije nastala prava znanstvena senzacija.

Ispada da je priroda dala dupinima istinski čarobna prilika istovremeni odmor i budnost. Odnosno, potpuni i duboki san, kao kod drugih sisavaca - s gašenjem obje hemisfere mozga - nikad se ne događa kod dupina.

Kako izgleda

Sada razumijemo kako delfin spava. Svaka od hemisfera naizmjenično drži svoj sat. Zatim mijenjaju mjesta. Aktivna hemisfera odlazi u san, suprotna se počinje buditi. Kada faza sna kod dupina prođe, obje hemisfere su uključene u rad.

Ovaj evolucijski mehanizam osigurava priroda kako bi vrsta preživjela. Stalno budna jedna od hemisfera rješava problem dostave kisika u mozak i sprječava opasnost od gušenja.

Kako je dobro probuditi se ujutro, raditi vježbe, oprati zube i ići u školu. Ako nas znanstvenici iznenada uhvate i stave nam posebnu kapu, onda će sigurno registrirati električnu aktivnost našeg mozga. Stanice koje čine naš mozak cijelo vrijeme stvaraju električne signale – vibracije. Tijekom dana te će fluktuacije biti male i česte – što češće, ponašamo se veselije i aktivnije. Ali znanstvenik će vidjeti sasvim drugačiju sliku ako nam se noću tiho prikrade. U slici moždane aktivnosti pojavit će se vrlo velike, ali rijetke fluktuacije. To je takozvana faza dubokog sna: vrijeme kada smo nepomični, tijelo nam je opušteno, a oči zatvorene. Nakon što su uhvatili dovoljan broj dječaka i djevojčica, te stričeva i teta, znanstvenici su shvatili da oni spavaju na ovaj ili onaj način. svi narod.

Ali znanstvenici nisu ostali na tome. Počeli su hvatati mačke, pse, svinje, ježeve, pijetlove i mjeriti im električnu aktivnost mozga. Pokazalo se da mozgovi hladnokrvnih životinja - guštera, žaba, daždevnjaka - ne znaju spavati pravim dubokim snom. Ali sve toplokrvne životinje imaju taj san - ptice, sisavci, ti i ja. Znanstvenici sugeriraju da je tijekom takvog sna mozak isključen iz vanjskog svijeta i "asimilira" informacije koje je primio tijekom dana. I tijelo tijekom sna vraća izgubljenu snagu kako bismo se ujutro probudili i s veseljem dočekali novi dan.

No znanstvenicima ni to nije bilo dovoljno. Dapače, osim običnih kopnenih sisavaca, poput mačaka i pasa, postoje i potpuno čudni morski sisavci. To su dupini, kitovi, morski lavovi, morske krave, krzneni tuljani, uši tuljani. Izvana su mnogi od njih vrlo slični ribama. Ali oni uopće nisu ribe. Oni su toplokrvni, štoviše - sisavci.

No staviti kapu s elektrodama na kita, a još više ga nagovoriti da ga neko vrijeme blati, težak je zadatak. Uostalom, kitovi nisu najprihvatljiviji drugovi. Znanstvenici iz cijelog svijeta doslovno su jurili za njima, jer su sanjali da saznaju: kako spavaju?

To je uspjelo domaćim istraživačima predvođenim dr. O. I. Lyaminom. Oni su danonoćno snimali električnu aktivnost mozga kitova i dupina i došli do neočekivanog otkrića. U isto vrijeme, jedna hemisfera kitova "spava", druga radi. Tada se hemisfere mijenjaju: aktivna zaspi, a usnula se budi. Profesor Lyamin i njegovi kolege nazvali su ovo otkriće "jednohemisfernim spavanjem". Stoga se morski sisavci mogu kretati cijelo vrijeme.

Ali zašto je to potrebno, ovo lukavo jednohemisferno spavanje? Činjenica je da dupini moraju disati na potpuno isti način kao i mi. Nemaju škrge kao ribe. Svakih nekoliko minuta moraju isplivati ​​na površinu kako bi disali. Naravno, moglo se zadrijemati na površini vode sat-dva. Veliki kitovi rade upravo to. Ali za male kitove je opasno družiti se, jer se u vodi sve vidi, mogu se pronaći i pojesti. Ovdje jednohemisferno spavanje pomaže dupinima. Dok jedna polovica mozga spava, druga polovica naporno radi. I onda se mijenjaju. To je lukav način na koji morski sisavci dišu i plivaju cijelo vrijeme i nikad se ne umore.

Umjetnik Artjom Kostjukevič

Ovo pitanje nije se pojavilo slučajno. Činjenica je da sve više životinje (uključujući ptice, sisavce i ljude) ne samo da nužno spavaju određeni dio dana, već se u jednom trenutku, kada nastupi najdublji san, potpuno opuste i izgube pokretljivost.

Dupini ne mogu tako spavati: oni žive u moru, ali udišu zrak i ako duboko zaspu, izgubit će kontrolu nad sobom i utopiti se, jer se neće moći izdići na površinu da udahnu zrak za sljedeći udah.

Znanstvenici su odavno primijetili da se dupini nikada ne smrzavaju u potpunoj nepokretnosti, uvijek se čini da se malo kreću i s vremena na vrijeme se dižu na površinu kako bi disali. Dakle, spavaju li dupini uopće? A ako je tako, au to nije bilo sumnje, kako onda?

Odlučeno je provesti istraživanje bioelektrične aktivnosti njihova mozga, po kojoj se sasvim sigurno može reći kada dupini spavaju, a kada su budni.

Do sada se podrazumijevalo da kada se spavanje zamijeni budnim stanjem i obrnuto, to povlači za sobom promjene u cijelom mozgu, kako u desnoj tako i u njegovoj lijevoj hemisferi, koje su odgovorne za rad dviju polovica tijela. . To je slučaj i kod čovjeka i kod svih životinja čiji je san ranije proučavan. Ali dupini su bili drugačiji.

Dvije hemisfere dupinova mozga ne spavaju istovremeno, nego naizmjenično: dok jedna spava, druga je budna. Nakon nekog vremena mijenjaju uloge: hemisfera koja je bila aktivna zaspi, a "uspavana" ostaje budna. "Dežurna" hemisfera, dakle, osigurava kontrolu nad dupinovim tijelom, brine da se on digne na površinu na vrijeme da udahne zrak i da se ne uguši. Pa spava. Pa, kad se probudi, obje su hemisfere povezane s poslom.