Stratégia mikrospánku sa mohla vyvinúť pre skupinový život a ochranu pred číhajúcimi predátormi v drsnom antarktickom prostredí.
Tučniak čiapočkatý. Zdroj: iStockphoto.com
Zdá sa, že majstrami extrémne krátkych „šlofíčkov“, respektíve mikrospánkov sú tučniaky čiapočkaté (Pygoscelis antarcticus), ktoré si denne zdriemnu viac ako 10-tisíckrát. Každé zdriemnutie trvá v priemere štyri sekundy. Podľa najnovšej štúdie si vyvinuli kompromisnú stratégiu, ktorá im umožňuje nazbierať až 11 hodín kumulatívneho spánku. Ako to robia, že dokážu fungovať?
Mikrospánok
Mikrospánok je krátky výpadok pozornosti trvajúci zlomok sekundy až niekoľko sekúnd. V porovnaní s dlhším neprerušovaným spánkom sa po ňom necítime nijako zvlášť oddýchnutí alebo zregenerovaní. Môžete mať pri ňom otvorené alebo zatvorené oči, no je spojený s mozgovou aktivitou súvisiacou so spánkom, čiže nie ste v bdelom stave. Prejavuje sa u ľudí, ktorí trpia nespavosťou, nedostatočným spánkom a obštrukčným spánkovým apnoe.
Podľa najnovšej štúdie, publikovanej v časopise Science, tento zvláštny mikrospánok nespôsobuje tučniakom žiadnu zjavnú škodu. V ich prípade sa prejavuje sériou zdriemnutí, ktoré trvajú len štyri sekundy, ale spolu trvajú viac ako 11 hodín.
Hniezdenie tučniakov čiapočkatých. Zdroj: iStockphoto.com
Neustále stráženie je vyčerpávajúce
Tučniaky čiapočkaté predstavujú stredne veľký druh tučniaka, ktorý je rozšírený v Antarktíde a na subantarktických ostrovoch. Odhaduje sa, že vo voľnej prírode žije 8 až 12 miliónov jedincov, je ich teda vcelku hojne. Sú monogamné a až 80 percent párov ostáva spolu. Obdobie párenia nastáva v mesiacoch september až október. Na hniezdiská najprv dorazí samec, o päť dní neskôr samica. Samce budujú z kamienkov medzičasom hniezda, do ktorým potom samica znesie väčšinou dve vajcia.
Počas inkubácie lovia vajíčka tučniakov predátory – vtáky pomorníky. Jeden z rodičov tučniakov je preto nútený neustále strážiť vajíčka alebo vyliahnuté mláďatká, zatiaľ čo ich partner je niekoľko dní preč a hľadá potravu. Musia tiež brániť svoje hniezdisko pred inými dotieravými tučniakmi, no zároveň potrebujú spať.
Mláďa tučniaka čiapočkatého. Zdroj: iStockphoto.com
Spánok trvá len 4 sekundy
Odborníkov z Lyonského centra pre výskum neurovedy vo Francúzsku zaujímalo, ako tučniaky bojujú proti nedostatku spánku počas neustálej ochrany hniezda. Vybrali preto 14 tučniakov z kolónie 2700 hniezdiacich párov na Ostrove kráľa Juraja pri pobreží Antarktídy a chirurgicky im implantovali do mozgu elektródy, ktoré následne pripojili k záznamníkom dát umiestnených na ich chrbte.
Počas dvoch týždňov neustále zaznamenávali údaje z elektroencefalogramu (EEG) na meranie mozgovej aktivity súvisiacej so spánkom. Iné senzory zaznamenávali, či tučniak stojí alebo leží, alebo sa ponára. Tiež analyzovali údaje o ich životnom prostredí, ako je teplota okolia.
Výskumníci zistili, že mozog tučniakov prejde 600-krát za hodinu do stavu spánku s pomalými vlnami (patrí k hlbokému typu spánku), ktoré trvali v priemere len štyri sekundy.
Kedy spali najviac?
Na mori boli tučniaky v bdelom stave asi dve tretiny času, ale hneď po návrate na súš strávili prvých pár hodín dobiehaním spánku. Keď sa vtáky vrátili k ležaniu alebo státiu pri hniezdach, oddýchli si prechodom do mikrospánku. Vedci tiež sledovaním mozgovej aktivity vtákov počas driemania zistili, že niekedy spala len polovica mozgu, zatiaľ čo druhá hemisféra zostala v strehu.
Výskumníkov prekvapilo, že tučniaky, ktoré hniezdili na okraji kolónie, spali hlbšie a mali dlhšie spánkové periódy ako tie v strede kolónie. Pripísali to hlučnému a rušivému prostrediu v strede kolónie z dôvodu veľkého množstva tučniakov, ktoré sa neustále pohybujú k moru a naspäť. Údajne k tomu taktiež prispeli agresivita a iné interakcie.
„Takéto správanie nie je v živočíšnej ríši ojedinelé. Existujú iné zvieratá, ktorých spánok je rozdelený, alebo také, ktoré spia len vo veľmi krátkych epizódach. Podľa našich vedomostí však nie je iný živočích, ktorý dokáže udržať takú extrémnu fragmentáciu spánku nepretržite dni a noci ako tieto tučniaky,“ uviedol ekofyziológ Paul-Antoine Libourel, ktorý je súčasťou projektu.
Keď sa všetky úlomky spánku spočítajú, poskytujú, na prekvapenie výskumníkov, mozgom tučniakov dostatočnú regeneráciu na fungovanie po celý deň a staranie sa o vajcia a potomkov.
Zdroj: CNN, Smithsonian, Vyspimesa
(JM)
