Κοιμούνται με μισό εγκέφαλο εν πτήσει ή παίρνουν υπνάκια 4 δευτερολέπτων για να αντέξουν τη γονεϊκή φροντίδα, ζώα εξέλιξαν ευφυείς τρόπους να κλέβουν ύπνο.
Κάθε ζώο με εγκέφαλο χρειάζεται ύπνο, και μάλιστα το ίδιο ισχύει για μερικά χωρίς εγκέφαλο. Οι άνθρωποι κοιμούνται, τα πουλιά κοιμούνται, οι φάλαινες κοιμούνται, ακόμη και οι μέδουσες κοιμούνται.
Ο ύπνος είναι καθολικός «παρότι στην πραγματικότητα είναι πολύ επικίνδυνος», λέει ο Paul-Antoine Libourel, ερευνητής στο Κέντρο Έρευνας Νευροεπιστημών της Λυών στη Γαλλία.
Όταν τα ζώα αποκοιμιούνται, είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε πονηρά αρπακτικά. Ωστόσο, παρά τους κινδύνους, η ανάγκη για ύπνο είναι τόσο ισχυρή που κανένα πλάσμα δεν μπορεί να τον αποφύγει εντελώς, ακόμη κι όταν είναι πολύ άβολος.
Τα ζώα που επιβιώνουν σε ακραίες συνθήκες και περιβάλλοντα έχουν εξελιχθεί ώστε να κοιμούνται με ακραίους τρόπους, για παράδειγμα κλέβοντας λίγα δευτερόλεπτα κάθε φορά κατά τη 24ωρη φροντίδα των μικρών, παίρνοντας μικρούς υπνάκους εν πτήσει στις μεγάλες μεταναστεύσεις και ακόμη αποκοιμούνται ενώ κολυμπούν.
Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες μπορούσαν μόνο να κάνουν τεκμηριωμένες υποθέσεις για το πότε τα άγρια ζώα κοιμούνται, παρατηρώντας πότε μένουν ακίνητα και κλείνουν τα μάτια τους. Τα τελευταία χρόνια, μικροσκοπικοί καταγραφείς και κράνη που μετρούν τα εγκεφαλικά κύματα (μικρογραφίες του εξοπλισμού των εργαστηρίων ύπνου για ανθρώπους) έχουν επιτρέψει στους ερευνητές να ρίξουν για πρώτη φορά μια ματιά στους ποικίλους και μερικές φορές εντυπωσιακούς τρόπους με τους οποίους τα άγρια ζώα κοιμούνται.
«Διαπιστώνουμε ότι ο ύπνος είναι πραγματικά ευέλικτος σε σχέση με τις οικολογικές απαιτήσεις», λέει ο Niels Rattenborg, ειδικός στην έρευνα του ύπνου των ζώων στο Ινστιτούτο Βιολογικής Νοημοσύνης Max Planck στη Γερμανία.
Πρόκειται για την αναδυόμενη επιστήμη του «ακραίου ύπνου».
Οι πιγκουίνοι chinstrap και οι «μικροϋπνίες» τους
Ας δούμε τους chinstrap πιγκουίνους στην Ανταρκτική που μελετά ο Libourel.
Αυτοί οι πιγκουίνοι ζευγαρώνουν για μια ζωή και μοιράζονται τα γονεϊκά καθήκοντα, με το ένα πουλί να φυλάει το αυγό ή τον μικρό, γκρι και χνουδωτό νεοσσό για να τον κρατά ζεστό και ασφαλή ενώ το άλλο φεύγει για ψάρεμα για να φέρει το οικογενειακό γεύμα. Έπειτα αλλάζουν ρόλους, συνεχίζοντας αυτή την αδιάκοπη εργασία επί εβδομάδες.
Οι γονείς-πιγκουίνοι αντιμετωπίζουν ένα κοινό πρόβλημα: να κοιμηθούν αρκετά, ενώ ταυτόχρονα κρατούν συνεχώς μάτι στα νεογέννητά τους.
Επιβιώνουν παίρνοντας χιλιάδες σύντομους υπνάκους την ημέρα, ο καθένας με μέση διάρκεια μόλις τέσσερα δευτερόλεπτα.
Αυτές οι σύντομες «μικροϋπνίες», όπως τις αποκαλεί ο βιολόγος Won Young Lee του Korea Polar Research Institute, φαίνεται πως αρκούν ώστε οι γονείς-πιγκουίνοι να ανταπεξέρχονται στα καθήκοντα φροντίδας επί εβδομάδες μέσα στις πολυπληθείς, θορυβώδεις αποικίες τους.
Όταν ένας αδέξιος γείτονας περνά από δίπλα ή βρίσκονται κοντά αρπακτικά θαλασσοπούλια, ο γονιός-πιγκουίνος ανοιγοκλείνει τα μάτια για να επαγρυπνεί και σύντομα ξαναποκοιμιέται, με το πηγούνι να γέρνει στο στήθος, σαν νυσταγμένος οδηγός.
Οι υπνάκοι προστίθενται. Κάθε πιγκουίνος κοιμάται συνολικά 11 ώρες την ημέρα, όπως διαπίστωσαν οι επιστήμονες μετρώντας τη δραστηριότητα του εγκεφάλου 14 ενηλίκων επί 11 ημέρες στο νησί King George της Ανταρκτικής.
Για να παραμένουν ως επί το πλείστον σε εγρήγορση, αλλά και να χωρούν αρκετούς υπνάκους, οι πιγκουίνοι έχουν εξελίξει μια αξιοζήλευτη ικανότητα να λειτουργούν με εξαιρετικά κατακερματισμένο ύπνο, τουλάχιστον κατά την αναπαραγωγική περίοδο.
Οι ερευνητές μπορούν πλέον να βλέπουν πότε κοιμάται είτε το ένα ημισφαίριο του εγκεφάλου είτε και τα δύο ταυτόχρονα.
Τα φρεγατοπούλια κοιμούνται με το μισό τους εγκέφαλο εν πτήσει
Ποιητές, ναυτικοί και παρατηρητές πουλιών αναρωτιόνταν ανέκαθεν αν τα πουλιά που πετούν για μήνες συνεχόμενα καταφέρνουν πράγματι να κλείνουν μάτι εν πτήσει.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η απάντηση είναι ναι, όπως ανακάλυψαν οι επιστήμονες όταν προσάρμοσαν συσκευές που μετρούν τη δραστηριότητα των εγκεφαλικών κυμάτων στα κεφάλια μεγάλων θαλασσοπουλιών που φωλιάζουν στα Νησιά Γκαλάπαγκος και ονομάζονται μεγάλα φρεγατοπούλια.
Κατά την πτήση, τα φρεγατοπούλια μπορούν να κοιμούνται με το ένα ημισφαίριο του εγκεφάλου κάθε φορά. Το άλλο μένει σε κατάσταση ημιεγρήγορσης, ώστε το ένα μάτι να συνεχίζει να παρακολουθεί τυχόν εμπόδια στην πορεία τους.
Αυτό επιτρέπει στα πουλιά να υψώνονται για εβδομάδες χωρίς να αγγίζουν ξηρά ή νερό, κάτι που θα έβλαπτε τα ευαίσθητα, μη υδατοαπωθητικά φτερά τους.
Τα φρεγατοπούλια δεν μπορούν να κάνουν δύσκολους ελιγμούς (φτερούγισμα, αναζήτηση τροφής ή καταδύσεις) με μόνο το μισό τους εγκέφαλο. Όταν καταδύονται για θήραμα, πρέπει να είναι πλήρως ξύπνια. Στην πτήση όμως, έχουν εξελιχθεί ώστε να κοιμούνται όταν γλιστρούν και ανέρχονται κυκλικά πάνω σε τεράστια ρεύματα θερμού, ανοδικού αέρα που τα κρατούν στον αέρα με ελάχιστη προσπάθεια.
Πίσω στη φωλιά, σε δέντρα ή θάμνους, τα φρεγατοπούλια αλλάζουν τη ρουτίνα των υπνάκων τους: είναι πιο πιθανό να κοιμούνται με ολόκληρο τον εγκέφαλο ταυτόχρονα και για πολύ μεγαλύτερες περιόδους. Αυτό υποδηλώνει ότι ο ύπνος εν πτήσει είναι ειδική προσαρμογή για παρατεταμένες πτήσεις, λέει ο Rattenborg.
Λίγα ακόμη ζώα έχουν παρόμοια τεχνάσματα ύπνου. Τα δελφίνια μπορούν να κοιμούνται με το ένα ημισφαίριο του εγκεφάλου κάθε φορά ενώ κολυμπούν. Ορισμένα άλλα πουλιά, ανάμεσά τους τα πετροχελίδα και τα αλμπατρόζ, μπορούν να κοιμούνται εν πτήσει, λένε οι επιστήμονες.
Άλλοι ερευνητές έχουν βρει ότι τα φρεγατοπούλια μπορούν να πετούν 410 χιλιόμετρα την ημέρα για πάνω από 40 ημέρες πριν αγγίξουν στεριά, επίδοση που δεν θα ήταν δυνατή χωρίς την ικανότητα να κοιμούνται εν πτήσει.
Οι ελεφαντόφωκες αποκοιμιούνται στις βαθιές καταδύσεις
Στην ξηρά, η ζωή είναι εύκολη για μια βόρεια ελεφαντόφωκα 2.200 κιλών. Στη θάλασσα όμως, ο ύπνος είναι επικίνδυνος: καραδοκούν καρχαρίες και όρκες που θηρεύουν φώκιες.
Αυτές οι φώκιες ξεκινούν παρατεταμένες αποστολές αναζήτησης τροφής, έως και οκτώ μήνες, καταδυόμενες επανειλημμένα σε βάθη μερικών εκατοντάδων μέτρων για να πιάσουν ψάρια, καλαμάρια, σαλάχια και άλλες θαλασσινές λιχουδιές.
Κάθε βαθιά κατάδυση μπορεί να διαρκεί περίπου 30 λεπτά. Και για περίπου το ένα τρίτο αυτού του χρόνου, οι φώκιες ενδέχεται να κοιμούνται, όπως αποκάλυψε έρευνα με επικεφαλής την Jessica Kendall-Bar του Scripps Institution of Oceanography.
Η ομάδα της Kendall-Bar επινόησε ένα σκουφάκι από νεοπρένιο, παρόμοιο με σκουφάκι κολύμβησης, με εξοπλισμό που ανιχνεύει την κίνηση και την εγκεφαλική δραστηριότητα των φωκιών κατά τις καταδύσεις, και ανέκτησε τα σκουφάκια με τα καταγεγραμμένα δεδομένα όταν οι φώκιες επέστρεψαν στις παραλίες στη Βόρεια Καλιφόρνια.
Οι 13 θηλυκές φώκιες που μελετήθηκαν έτειναν να κοιμούνται στα βαθύτερα τμήματα των καταδύσεών τους, όταν βρίσκονταν κάτω από τα βάθη που συνήθως περιπολούν τα αρπακτικά.
Ο ύπνος αυτός περιλάμβανε τόσο ύπνο βραδέων κυμάτων όσο και ύπνο REM. Κατά τη φάση REM (ταχείες κινήσεις οφθαλμών), οι φώκιες ήταν προσωρινά παράλυτες, όπως και οι άνθρωποι σε αυτό το στάδιο του βαθύ ύπνου, και η κίνηση της κατάδυσής τους άλλαζε. Αντί για έναν ελεγχόμενο καθοδικό ελιγμό ολίσθησης, μερικές φορές γύριζαν ανάποδα και στριφογύριζαν σε αυτό που οι ερευνητές ονόμασαν «σπείρα ύπνου» κατά τη φάση REM.
Σε διάστημα 24 ωρών, οι φώκιες στη θάλασσα κοιμούνταν συνολικά περίπου δύο ώρες. Στην παραλία, ο μέσος όρος ήταν γύρω στις 10 ώρες.
Η δαιδαλώδης εξέλιξη του ύπνου
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μαθαίνουν όλους τους λόγους που κοιμόμαστε, και πόσο χρειαζόμαστε πραγματικά.
Είναι απίθανο οποιοσδήποτε κουρασμένος άνθρωπος να δοκιμάσει αυτά τα ακραία τεχνάσματα ύπνου των ζώων. Όμως η καλύτερη κατανόηση του πόσο ποικίλος μπορεί να είναι ο υπνάκος στη φύση δείχνει την ευελιξία ορισμένων ειδών. Η φύση έχει εξελιχθεί ώστε ο ύπνος να είναι δυνατός ακόμη και στις πιο επισφαλείς καταστάσεις.