Miért alszanak a delfinek nyitott szemmel? Alvás a hullámokon Mi történt

„A bálnák (és a delfinek a fogasbálnák alrendjébe tartoznak) a víz felszínén alszanak” – ennyit tudott erre a kérdésre válaszolni egy delfinekről szóló könyv egyik szerzője. Jól mondta, de túl rövid.

Mint minden emlős, a delfinek is tüdővel lélegeznek. Egyetlen orrlyukuk - az úgynevezett fúvólyuk - a korona megemelt részén található. Ezért az állatnak még álomban is folyamatosan fenn kell tartania egy bizonyos pozíciót a vízben. De, ahogyan azt hiszik, mély álom abban különbözik az ébrenléttől, hogy ilyenkor minden állat izmai ellazulnak, és különféle testhelyzeteket vehet fel. A delfinek nem engedhetik meg maguknak. Ez azt jelenti, hogy egyáltalán nem alszanak?

Minél eredetibb a hipotézis, annál meggyőzőbb bizonyítékra van szükség. De Lillunak nem voltak. Ugyanakkor sejtése nem tekinthető tisztán spekulatívnak. Az amerikai tudóst néhány tény, és mindenekelőtt a delfinlégzésnek az idegrendszerük állapotától való szokatlan, véletlenül felfedezett függősége lökte felé.

Réges-régen, amikor Lilly még csak elkezdett dolgozni delfinekkel, a Marineland laboratóriumában több tapasztalt fiziológus először feltérképezte a delfinek agykéregét. Ehhez az elfogadott módszer szerint az állatokat elsősorban a mozgás lehetőségétől kellett megfosztani. „A delfint kivették a vízből, és egy pohárba helyezték” – mondja John Lilly könyvében. – Dr. Woolsey beadta neki a kiszámított adag Nembutal kábítószert. Ez az adag – harminc milligramm testtömeg-kilogrammonként – csak valamivel volt kevesebb, mint amit a főemlősöknél szoktak használni, így az állatnak mély álomba kellett zuhannia... A következő fél óra rendkívül fájdalmas volt mindannyiunk számára. A delfin légzése egyre ritkább lett, végül a szíve is leállt.

A túl nagy dózissal vagy a Nembutal konkrét hatásával kapcsolatos feltételezések nem váltak be. A későbbi kísérletek kimutatták, hogy a legkisebb mennyiségű gyógyszer elkerülhetetlenül az állatok halálához vezetett, aminek oka a légzésleállás volt. „Elbátortalanító, váratlan felfedezés volt” – vallja be Lilly.

A majmok, kutyák, macskák, mint más emlősök, továbbra is normálisan lélegeznek kábítószeres alvás közben. A delfinek valamiért kiestek ebből a sorozatból. Felmerült az a gondolat, hogy a delfinek nem reflexszerűen lélegeznek, hanem tudatosan irányítják légzésüket. Csak ez magyarázhatja, hogy miért van még egy kis hatása is idegrendszer helyrehozhatatlan következményeket okozott.

A biológus számára, L.M. Mukhametov, aki az alvásfiziológia tanulmányozására szakosodott, a delfinek különösen érdekesek. És mindenekelőtt az alvás és a légzés fentebb leírt érthetetlen kapcsolata.

A magasabb idegi aktivitás tanulmányozásának egyik fő technikája az elektródák bevezetése az élő agy különböző struktúráiba. Igaz, ahhoz, hogy a hagyományos technikát a delfineken alkalmazzák, sok találékonyságot kellett bemutatni: az állatot úgy kellett csatlakoztatni az eszközökhöz, hogy ne korlátozzák, vagy legalábbis ne korlátozzák túlságosan a szabadságát. Nemcsak olyan módszereket kellett kitalálnom, amelyek segítségével megbízhatóan beültethetem az elektródákat az állat agyába, hanem egy speciális rezgéscsillapító kábelt is használnom, amely összeköti őket a felvevővel, és nem zavarja a delfinek mozgását.

A kísérletek idejére a delfineket egy kis medencébe helyezik át. Közvetlenül az állat fejéből húzza ki a felfelé menő vezetékeket. Szürke élő torpedó kering a vízben, időnként nagy intelligens tekintettel nézi a látogatót. A kifejlesztett technika lehetőséget adott a tudósoknak arra, hogy folyamatosan és hosszú ideig objektív képet figyeljenek a delfinek agyának tevékenységéről, bármilyen állapotban - legyen az alvás vagy ébrenlét -, legyen az.

És most megcáfolhatatlan tények vannak a kezükben. Kiderült, hogy a delfinek a többi emlőshöz hasonlóan elég sokáig és folyamatosan alszanak. A delfinek pedig álmukban lélegzik. És mégsem mindegyik, mint a szárazföldi emlősök. Először is álmukban úsznak tovább. És nem passzívan, ahogy egy üres hordó himbálózik a tengerben, hanem folyamatosan mozog a medence felszínén.

Alvás mozgásban vagy mozgás alvás közben? De nem így viselkednek az őrültek? A csukott szemű alvó ember nemcsak áll, sétál, de olykor egyensúlycsodákat tesz. Igaz, az alvajárás egyértelműen megsérti a pszichét, és itt vannak egészen egészséges állatok. Volt min meglepődni! A kutatás folytatódott, és itt a legnagyobb meglepetés várt a tudósokra: az alvó delfinek agyának jobb és bal fele egyértelműen eltérő állapotban volt. Nehéz volt elhinni, ilyet még senki nem látott! A biopotenciálok görbéiből ítélve, amikor az egyik félteke aludt, a másik ébren volt, vagy nagyon az ébrenlétre emlékeztető állapotban volt. Sőt, a féltekék felváltva voltak aktív és gátolt állapotban, rendszeresen, néhány tíz percenként cserélték szerepüket.

Miért kellett a delfinnek ilyen szokatlan képességre szert tennie? Ha az egyik félteke tevékenysége valóban ébrenlétet jelent, akkor esetleg őrző funkciót lát el ilyenkor? Igaz, a delfineknek nincs olyan sok igazán veszélyes ellensége, de nem szabad megfeledkezni a környező vízelem megtévesztéséről.

Állandóan, még álmában is, ébernek maradni felbecsülhetetlen tulajdonság egy vadállat számára. Miért ne lehetne a delfinnek ez a tulajdonsága a többi csodálatos képessége mellett? Még nem szükséges teljesen elvetni ezt a lehetőséget. Sőt, néhány más megfigyelés is mellette szól. Megfigyelték például, hogy az alvó delfinek egyik szeme nyitva van. Ez az "alvó szem" nem kapcsolódik az ébrenléti féltekéhez?

És tovább. Lehetséges, hogy az egyik félteke váltakozó ébrenléte szükséges ahhoz, hogy a delfin jól koordinált légzőmozgások összetett láncolatát szervezze meg. Ilyenkor teljesen érthetővé válik az állatok elpusztulása a laboratóriumban: a befecskendezett kábítószer egyszerre két agyfélének normális tevékenységét zavarja meg, és ezzel kikapcsolja a légzést.

Azt az elméletet, hogy a delfinek soha nem alszanak, megcáfolták, elalszanak, de nem egészen úgy, mint más élőlények. A tudósok hosszú ideje az éjjel-nappali ébrenlétről beszélnek, és azzal érvelnek, hogy a delfinek magasabb rendű állatok, nem pedig halak vagy kétéltűek. Ez pedig azt jelenti, hogy újra és újra fel kell jönnünk a felszínre, hogy levegőt vegyünk. Ilyen körülmények között az alvás rendkívül valószínűtlennek tűnik.

A tudósok számos tanulmányt végeztek a delfinek viselkedéséről fogságban és szokásos élőhelyükön egyaránt. Íme az eredményük:

• az állatnak tennie kell lélegezzen tizenöt percenként;
• a cetek bőrének állandó hidratálásra van szüksége, így nem tudnak sokáig a felszínen maradni;
• a finom motoros készségek, mint például az uszony mozgása és az izomösszehúzódások, soha nem állnak le, ellentétben más emlősökkel;
• a csökkent aktivitású időszakokban, ami alvásként jellemezhető, a delfinek nem hagyták abba a felszínre emelkedést, hogy lélegezzenek, vagy éppen ellenkezőleg, a mélybe merültek, hogy hidratálják a bőrt;
• Az agyi aktivitás soha nem csökkent más állatok és emberek alvási szintjére.

Az agy szerkezetének jellemzői

A szomnológia (az alvás tudománya) területén végzett kutatások azonban kimutatták, hogy az alvás mechanizmusai és fázisai minden magasabb rendű állatban azonosak. Tizenkét napon túli távollétében pedig egy élőlényben mentális és viselkedési zavarok alakulnak ki, majd elhal.

Ez arra kényszerített bennünket, hogy újra átgondoljuk a delfinek alváshiányának elméletét, és alaposabb kutatást végezzünk. A kapott adatok egyszerűen lenyűgözőek voltak:

1. A delfinek még alszanak.
2. Kicsit eltérő agyi felépítésűek, lehetővé téve a féltekék egymástól elkülönített működését.
3. Alvás közben minden cetféléknél a jobb és a bal agyfélteke felváltva alszik, míg az ébren lévő félteke átveszi a testet irányító funkciókat.
4. A delfinek képesek érzékelni a mágneses áramokat, ami lehetővé teszi számukra, hogy alvás közben egy bizonyos irányba mozogjanak.

Hogyan alszanak a delfinek

Kiderült, hogy a delfinek elalszanak az agy minden féltekéje, miközben az alvó féltekének megfelelő szem zárva van, a nem alvó pedig nyitva. Az okos állatok pihenés idejére a sekélyre hagyják a veszélyes óceán mélyét, ahol aulok fenyegetik őket.

Azonban csak a felnőtt delfinek tudnak aludni nyitott szemmel is, életük első hónapjában a delfinek valóban nem alszanak el. Ugyanebben az időszakban az újszülötteket gondozó nőstények is aktívabb életmódra kényszerülnek. A tudósok úgy vélik, hogy ez a funkció egy speciális hormonális háttérnek köszönhető.

Az alvásvizsgálatok azt is kimutatták, hogy a cetfélék képes álmodni. A tudósok erre a következtetésre jutottak a reakció megfigyelésével. Az alvó állatok hangokat adtak ki, szorongtak és más, az agyi tevékenységre jellemző érzelmeket mutattak.

További érdekes tények

Márpedig a delfinek alvásának anomáliáinak tanulmányozása során a tudósok párhuzamosan több érdekes felfedezést is tettek. Kiderült, hogy a csoport minden tagjának van egy neve, amelyet ő választ magának. Ezért azonosíthatják egymást, és egy adott személyt hívhatnak.

A közelmúltbeli megfigyelések is megerősítik a fejlett társadalmi struktúra jelenlétét egy különálló csomagon belül és az együttérzés képességét. Ezek a tények egyes országokban hozzájárultak a delfinek egyedként való elismeréséhez, más országokban pedig a delfináriumok és a cetfélék szórakoztatási célú felhasználásának teljes betiltásához.

Minden élőlénynek szüksége van pihenésre, hogy helyreállítsa a test erejét. A természet így szánta. Az alvás mindenkinek szükséges - madaraknak, emlősöknek, minden magasabb rendű állatnak, beleértve minket - embereket is. Megszoktuk, hogy az alvást a teljes ellazulás és mozdulatlanság állapotával társítjuk. Így alszik a magasan szervezett szauna szinte minden képviselője.

Gyakori, hogy az oroszlánok a nap nagy részében a hátukon alszanak. Az afrikai elefántok általában két-három órán át szunyókálnak felállva. A hosszú lábú zsiráfok összegömbölyödve pihennek.

De hogyan alszik egy delfin? Hiszen még soha senki nem látta mozdulatlanul. Ezek a csodálatos állatok mindig rendkívüli könnyedséggel és kecsesen mozognak a vízben. Úgy tűnik, éjjel-nappal ébren vannak, és álmos állapot elvileg nem velejárói.

De ez a feltevés téves, amit végül a modern tudományos kutatás is bebizonyít.

Hogyan lélegeznek a delfinek?

Mi, emberek, szinte soha nem gondolunk a légzésünkre – számunkra ez a folyamat természetes. De a delfinekkel a dolgok egy kicsit bonyolultabbak. 5 vagy 10 percenként bármelyik delfinnek fel kell jönnie a felszínre, hogy feltöltse oxigénellátását, ami az izmok és az agy koordinációjára utal.

Mindenki régóta tudja, hogy a delfin nem hal, hanem igazi emlős. Ezenkívül másodlagos vízi emlősöknek számítanak. Vagyis őseik eredetileg a víz elemben léteztek, de idővel uralták a földet, és a tüdejük segítségével tudtak lélegezni. Az okok, amelyek miatt az ilyen állatok visszatérnek a vízelemhez, nem ismertek a tudósok számára.

Az ilyen emlősök a halakkal ellentétben nem rendelkeznek olyan szervekkel vagy adaptációkkal, amelyek lehetővé tennék számukra a víz alatti légzést. Vagyis nincs kopoltyújuk. A delfinnek a felszínre kell jutnia ahhoz, hogy levegőt gyűjtsön a légzéshez.

A delfinek légzőszervei

Következésképpen a delfin a tengeri lakos életét élve továbbra is a tüdejével lélegzik. Speciális szeleppel rendelkezik, amelyet a delfin kinyit, amikor a víz felszínéhez közeledik. Miután ki- és belélegzett, az állat bezárja a szelepet, és friss oxigén adagot visz a víz alá. Ez a folyamat meglehetősen bonyolult a szervezet számára, és álmos állapotban szinte lehetetlen.

A kapott levegőrész azonban, mint fentebb említettük, akár öt-tíz percre is elegendő. A biológusokat sok éven át foglalkoztatja a teljesen nyilvánvaló kérdés - hogyan alszik a delfin ebben az üzemmódban, mivel meglehetősen rövidek az időintervallumok, amelyeken keresztül ennek az emlősnek ki kell tűnnie ahhoz, hogy megkapja a légköri oxigén egy részét.

Kérdések, kérdések...

Sok változatot terjesztettek elő. A legszélsőségesebb közülük azt állították, hogy a delfineknek egyáltalán nincs szükségük alvásra, vagyis soha nem maradnak ebben az állapotban. Egy másik elmélet szerint a felszínre való feljutás között rövid pihenő jellemzi őket.

Alszanak egyáltalán a delfinek? Ezeket az állatokat sokáig somnambulistáknak tekintették, izomfeszültségben és nyitott szemmel pihentek. Azt is hitték, hogy a belégzés és a kilégzés között rövid időközönként elalvó időszakok jellemzik őket, és felébrednek a tárolt oxigénrész összetételének kémiai változásaiból.

Egyes tudósok automatikus cselekvéseket tulajdonítottak a delfineknek, például az alvajáróknak. A dolgok valódi állapotának meghatározására tanulmányokat szerveztek, amelyekben a delfinek agyának bioáramainak regisztrálását kellett volna végezni.

Hogyan alszik a delfin – szó a tudománynak

Ez az eljárás nagyon nehéz. Az állatokat egy medencébe kellett helyezni, és elektródákat ültettek az agyukba. Az adott jelek rögzítése rádióhullámok segítségével történt, ami lehetővé tette a delfinek megszokott életmódját.

A munkát a Fekete-tengeri biológiai állomáson végezték a Tudományos Akadémia kutatói. Annak érdekében, hogy végre megtudja, hogyan alszanak a delfinek, A. Ya. Supin és L. M. Mukhametov szovjet tudósok, az Evolúciós Morfológiai és Állatökológiai Intézet képviselői megszervezték az emlősök megfigyelését, amelyet zárt területen és nyílt medencében is végeztek.

Az elektródák agyba történő beültetéséhez több palackorrú delfin és azovok mintát választottak. Az állatok lehetőséget kaptak a szokásos mulatozásra, melynek során rádiójel segítségével rögzítették az agy elektroencefalogramját. Az így kapott rajz lehetővé tette az egyes féltekék tevékenységének nyomon követését.

Mi történt?

A tanulmány eredményei a tudósok egyszerűen megdöbbentek. Kiderült, hogy a teljes álomba merülés nem jellemző a delfinekre. Vagyis az agyuk folyamatosan aktív marad. A felfedezés az volt, hogy a féltekéi szó szerint felváltva alszanak. Mindegyikük kap egy részt egy teljes értékű normál alvás körülbelül napi 6 órán keresztül. Egy vagy másfél órás időközönként csere történik, amikor az ellenkező félteke elalszik.

A legérdekesebb dolog az, hogy egy ilyen álom során a delfin úgy viselkedhet, mintha mi sem történt volna - úszni, vadászni stb. A külső szemlélő tehát aligha tudja szabad szemmel megállapítani, hogy az adott egyed éppen alszik-e vagy sem.

Hogyan alszik egy delfin - kinyílik a szem vagy sem?

Szinte mindenki, ember és állat egyaránt, becsukja a szemét álomban. És mi a helyzet a delfinekkel? Teljes összhangban az egyes féltekék váltakozó ébrenlétével! Vagyis az alvó delfin egyik szeme mindig csukva van.

Miért alszanak a delfinek nyitott szemmel? Már a vizsgálat előtt sokan felfigyeltek arra, hogy a delfinek egyik szeme gyakran zárva van, de korábban senki sem sejtette, hogy ez összefüggésbe hozható az alvással. Így a vizsgálat eredményeként igazi tudományos szenzáció született.

Kiderült, hogy a természet igazi értéket adott a delfineknek varázslatos lehetőség egyidejű pihenés és ébrenlét. Vagyis a teljes és mély alvás, mint más emlősöknél - mindkét agyfélteke leállásával - a delfineknél soha nem következik be.

Hogy néz ki

Most már megértjük, hogyan alszik a delfin. Mindegyik félteke felváltva tartja az óráját. Aztán helyet cserélnek. Az aktív félteke elalszik, az ellenkezője kezd felébredni. Amikor a delfin alvási szakasza elmúlik, mindkét félteke bekerül a munkába.

Ezt az evolúciós mechanizmust a természet biztosítja a faj túlélése érdekében. Az egyik félteke állandóan ébrenléte megoldja az agy oxigénellátásának kérdését, és megakadályozza a fulladás veszélyét.

Milyen jó reggel felkelni, tornázni, fogat mosni és iskolába menni. Ha a tudósok hirtelen elkapnak minket, és speciális kalapot tesznek ránk, akkor biztosan regisztrálják agyunk elektromos aktivitását. Az agyunkat alkotó sejtek folyamatosan elektromos jeleket generálnak – rezgéseket. Napközben ezek az ingadozások kicsik és gyakoriak lesznek – minél gyakrabban, annál vidámabban és aktívabban viselkedünk. De egy tudós egészen más képet fog látni, ha csendesen odalopakodik hozzánk éjszaka. Nagyon nagy, de ritka ingadozások jelennek meg az agyi aktivitás képében. Ez az úgynevezett mélyalvás fázisa: az az idő, amikor mozdulatlanok vagyunk, testünk ellazul, szemünk csukva van. Miután elegendő számú fiút és lányt, valamint nagybácsit és nagynénit elfogtak, a tudósok rájöttek, hogy így vagy úgy alszanak. összes emberek.

De a tudósok nem nyugszanak bele. Elkezdtek fogni macskákat, kutyákat, disznókat, sündisznókat, kakasokat, és mérni az agyuk elektromos aktivitását. Kiderült, hogy a hidegvérű állatok - gyíkok, békák, szalamandrák - agya nem tudja, hogyan aludjon igazi mély álomban. De minden melegvérű állatnak megvan ez az álma - madarak, emlősök, te és én. A tudósok azt sugallják, hogy egy ilyen álom során az agy elszakad a külvilágtól, és „asszimilálja” a nap folyamán kapott információkat. A test pedig alvás közben visszaadja az elvesztett erőt, hogy reggel felébredhessünk és örömmel üdvözölhessük az új napot.

De még ez sem volt elég a tudósoknak. Valójában a közönséges szárazföldi emlősökön, például a macskákon és a kutyákon kívül vannak teljesen idegen tengeri emlősök is. Ezek a delfinek, bálnák, oroszlánfókák, lamantinok, szőrfókák, fülesfókák. Külsőleg sok közülük nagyon hasonlít a halakra. De egyáltalán nem halak. Melegvérűek, ráadásul emlősök.

Nehéz feladat azonban elektródákkal ellátott sapkát tenni a bálnára, és még inkább rávenni arra, hogy egy ideig gyalázza. Végül is a bálnák nem a legelfogadtabb elvtársak. A tudósok a világ minden tájáról szó szerint üldözték őket, mert arról álmodoztak, hogy megtudják: hogyan alszanak?

Ez a hazai kutatóknak sikerült Dr. O. I. Lyamin vezetésével. Éjjel-nappal rögzítették a bálnák és delfinek agyának elektromos aktivitását, és váratlan felfedezésre jutottak. Ugyanakkor a bálnák egyik féltekéje "alszik", a másik működik. Ekkor megváltoznak a féltekék: az aktív elalszik, az alvó pedig felébred. Lyamin professzor és munkatársai ezt a felfedezést „egyfélgömbi alvásnak” nevezték. Így a tengeri emlősök folyamatosan mozoghatnak.

De miért van szükség erre, erre a ravasz egyfélgömbös alvásra? A helyzet az, hogy a delfineknek pontosan ugyanúgy kell lélegezniük, mint nekünk. Nincs kopoltyújuk, mint a halaknak. Néhány percenként fel kell úszniuk a felszínre, hogy levegőt vegyenek. Természetesen egy-két órára el lehetett szunyókálni a víz felszínén. A nagy bálnák ezt teszik. A kis ceteknek viszont veszélyes lógni, mert a vízben minden látszik, meg lehet őket találni és meg lehet enni. Itt segíti a delfineket az unihemispheric alvás. Amíg az agy egyik fele alszik, a másik fele keményen dolgozik. És akkor változnak. Ez a trükkös módja annak, hogy a tengeri emlősök folyamatosan lélegeznek és úsznak, és soha nem fáradnak el.

Artjom Kosztjukevics művész

Ez a kérdés nem véletlenül merült fel. A helyzet az, hogy minden magasabb rendű állat (beleértve a madarakat, emlősöket és az embereket is) nemcsak szükségszerűen alszik a nap egy bizonyos részében, hanem egy bizonyos ponton, amikor a legmélyebb alvás beáll, teljesen ellazul, és elveszíti mozgásképességét.

A delfinek nem tudnak így aludni: a tengerben élnek, de levegőt szívnak, és ha mélyen elalszanak, elveszítik az uralmat önmaguk felett, és megfulladnak, mert nem tudnak a felszínre emelkedni, hogy levegőt szívjanak. következő levegővétel.

A tudósok már régóta észrevették, hogy a delfinek soha nem fagynak meg teljes mozdulatlanságban, mindig mozogni látszanak, és időről időre felemelkednek a felszínre, hogy lélegezzenek. Szóval alszanak egyáltalán a delfinek? És ha igen, és ehhez nem volt kétség, akkor hogyan?

Elhatározták, hogy tanulmányozzák agyuk bioelektromos aktivitását, amivel egészen biztosan meg lehet mondani, hogy a delfinek mikor alszanak és mikor vannak ébren.

Eddig természetesnek tartották, hogy amikor az alvást ébrenlét váltja fel és fordítva, az az egész agyban változásokat von maga után, mind a jobb, mind a bal féltekében, amelyek a test két felének munkájáért felelősek. . Ez a helyzet mind az emberben, mind minden olyan állatban, amelynek alvását korábban tanulmányozták. De a delfinek mások voltak.

A delfin két agyféltekéje nem egyszerre alszik, hanem felváltva: míg az egyik alszik, a másik ébren van. Egy idő után szerepet cserélnek: az aktív félteke elalszik, az „alvó” pedig ébren marad. Az „ügyeletes” félteke tehát biztosítja a delfin testének irányítását, gondoskodik arról, hogy az időben a felszínre emelkedjen, hogy levegőt lélegezzen, és ne fulladjon meg. Tehát alszik. Nos, amikor felébred, mindkét félteke kapcsolódik a munkához.