Jedne śpią w locie, usypiając połowę mózgu. Inne ratują się czterosekundowymi drzemkami, by przetrwać rodzicielstwo. Zwierzęta wykształciły sprytne sposoby na sen.
Każde zwierzę z mózgiem potrzebuje snu. A niektóre bez mózgu też. Śpią ludzie, ptaki, wieloryby, a nawet meduzy.
Sen jest powszechny, „choć w gruncie rzeczy bardzo ryzykowny”, mówi Paul-Antoine Libourel, badacz z Centrum Badań Neurobiologicznych w Lyonie we Francji.
Gdy zwierzę zasypia, jest najbardziej narażone na podstępnych drapieżników. Mimo ryzyka potrzeba snu jest tak silna, że żaden organizm nie może z niego całkiem zrezygnować, nawet gdy to wyjątkowo kłopotliwe.
Zwierzęta żyjące w skrajnych warunkach wykształciły równie skrajne sposoby spania: podkradanie kilkusekundowych drzemek podczas całodobowej opieki nad młodymi, zmrużenie oka w locie w czasie długich migracji, a nawet przysypianie podczas pływania.
Przez lata naukowcy mogli tylko domyślać się, kiedy dzikie zwierzęta śpią, obserwując, czy leżą nieruchomo i mają zamknięte oczy. W ostatnich latach miniaturowe nadajniki i hełmy mierzące fale mózgowe (zminiaturyzowane wersje aparatury z ludzkich laboratoriów snu) pozwoliły badaczom po raz pierwszy zobaczyć, jak różnorodnie i nieraz spektakularnie śpią dzikie zwierzęta.
„Widzimy, że sen jest bardzo elastyczny i dostosowuje się do wymogów środowiska”, mówi Niels Rattenborg, specjalista badań snu u zwierząt z Instytutu Maxa Plancka ds. Inteligencji Biologicznej w Niemczech.
To rodząca się nauka o „ekstremalnym śnie”.
Pingwiny białobrode i ich „mikrodrzemki”
Weźmy pingwiny białobrode na Antarktydzie, które bada Libourel.
Te ptaki łączą się w pary na całe życie i dzielą się opieką nad młodymi. Jeden osobnik ogrzewa i pilnuje jaja albo małego, szarego, puszystego pisklęcia, a drugi odpływa na łowy, by zdobyć pokarm dla rodziny. Potem się zamieniają. Tak przez wiele tygodni.
Rodzice pingwinów zmagają się z tym samym wyzwaniem: zdobyć dość snu, pilnując piskląt.
Ratują się tysiącami krótkich drzemek dziennie. Każda trwa średnio zaledwie 4 sekundy.
Te krótkie „mikrodrzemki”, jak nazywa je biolog Won Young Lee z Korea Polar Research Institute, wystarczają, by przez tygodnie pełnić opiekę w zatłoczonych, hałaśliwych koloniach.
Gdy obok przechodzi niezdarny sąsiad albo w pobliżu krążą drapieżne ptaki morskie, rodzic szybko mruga, wraca do czujności i znów przysypia, z brodą opadającą na pierś jak u zaspanych kierowców.
Drzemki się sumują. Każdy pingwin śpi łącznie ok. 11 godzin na dobę, co naukowcy ustalili, mierząc aktywność mózgu 14 dorosłych osobników przez 11 dni na Wyspie Króla Jerzego w Antarktyce.
Aby pozostać w dużej mierze czujne, a jednocześnie uzbierać odpowiednią dawkę snu, pingwiny wykształciły imponującą zdolność funkcjonowania na skrajnie pofragmentowanym śnie, przynajmniej w sezonie lęgowym.
Badacze potrafią dziś zobaczyć, kiedy śpi jedna półkula mózgu, a kiedy obie naraz.
Fregaty usypiają pół mózgu w locie
Poeci, marynarze i obserwatorzy ptaków od dawna zastanawiają się, czy ptaki, które lecą miesiącami, potrafią w ogóle zmrużyć oko w locie.
W niektórych przypadkach odpowiedź brzmi: tak. Badacze przekonali się o tym, gdy przymocowali urządzenia rejestrujące fale mózgowe na głowach dużych ptaków morskich gniazdujących na Wyspach Galapagos, czyli u fregat wielkich.
W locie fregaty potrafią spać jedną półkulą mózgu. Druga pozostaje częściowo czujna, dzięki czemu jedno oko nadal wypatruje przeszkód na trasie.
Dzięki temu ptaki mogą szybować całymi tygodniami, nie dotykając lądu ani wody. Kontakt z wodą uszkodziłby ich delikatne pióra, które nie odpychają wody.
Fregaty nie wykonają skomplikowanych manewrów, takich jak machanie skrzydłami, żerowanie czy nurkowanie, gdy śpi tylko połowa mózgu. Gdy nurkują po zdobycz, muszą być w pełni obudzone. W locie wykształciły zdolność snu podczas szybowania i krążenia na silnych prądach ciepłego, wznoszącego się powietrza, które utrzymują je w powietrzu przy minimalnym wysiłku.
W gnieździe, na drzewach lub w krzakach fregaty zmieniają zwyczaje. Częściej śpią całym mózgiem i w dużo dłuższych odcinkach. To sugeruje, że ich sen w locie jest specjalną adaptacją do długotrwałego latania, mówi Rattenborg.
Podobne triki mają jeszcze niektóre zwierzęta. Delfiny potrafią spać jedną półkulą mózgu i jednocześnie pływać. Naukowcy podkreślają, że w locie potrafią też spać m.in. jerzyki i albatrosy.
Inni badacze ustalili, że fregaty potrafią pokonywać 410 km dziennie przez ponad 40 dni, zanim dotkną lądu. To wyczyn niemożliwy bez snu w locie.
Słonie morskie śpią podczas głębokich nurkowań
Na lądzie życie północnego słonia morskiego ważącego 2200 kg jest proste. Na morzu sen bywa niebezpieczny. Czają się rekiny i orki, które polują na słonie morskie.
Te zwierzęta wypływają na długie wyprawy żerowe, nawet na osiem miesięcy, wielokrotnie nurkując na kilkaset metrów po ryby, kalmary, płaszczki i inne morskie przysmaki.
Każde głębokie nurkowanie trwa około 30 minut. Przez mniej więcej jedną trzecią tego czasu słonie morskie mogą spać, co wykazały badania prowadzone przez Jessicę Kendall-Bar z Instytutu Oceanografii Scrippsa.
Zespół Kendall-Bar opracował neoprenowy czepek, podobny do basenowego, z urządzeniami wykrywającymi ruch i rejestrującymi aktywność mózgu podczas nurkowań. Czepki z zapisanymi danymi odbierano, gdy zwierzęta wracały na plaże w północnej Kalifornii.
Badane 13 samic najczęściej spało w najgłębszych częściach nurkowań, poniżej pułapu, na którym zwykle patrolują drapieżniki.
Ten sen obejmował zarówno sen wolnofalowy, jak i fazę REM. W fazie REM, czyli szybkich ruchów gałek ocznych, słonie morskie były chwilowo sparaliżowane, jak ludzie w tym etapie, i zmieniały sposób nurkowania. Zamiast kontrolowanego opadania czasem odwracały się do góry brzuchem i wirowały w „spirali snu”.
W ciągu doby zwierzęta na morzu spały łącznie około 2 godzin. Na plaży średnio około 10 godzin.
Zawiła ewolucja snu
Naukowcy wciąż poznają wszystkie powody, dla których śpimy, oraz ile snu naprawdę potrzebujemy.
Mało prawdopodobne, by zmęczony człowiek mógł zastosować te skrajne, „zwierzęce” triki. Ale poznawanie, jak bardzo zróżnicowane są drzemki w naturze, pokazuje elastyczność niektórych gatunków. Natura wykształciła sposoby, które pozwalają zmrużyć oko nawet w najbardziej ryzykownych sytuacjach.