Pasărea care nu doarme. Pentru prima dată, a fost dovedită capacitatea păsărilor de a dormi în timpul zborului.

Se știe că unele păsări sunt capabile să facă zboruri incredibil de lungi, care până acum au rămas un mister pentru oamenii de știință. Unii cercetători au emis ipoteza că pasari calatoare reușesc cumva să doarmă în timpul zborului. Un nou experiment al unei echipe internaționale de oameni de știință a dovedit această teorie, demonstrând că păsările pot, într-adevăr, să tragă un pui de somn în timp ce continuă să zboare, plutind pe curenți ascendente.

Pe fregate au fost puse dispozitive de urmărire. Don Mama | Shutterstock

Rezultatele studiului lui Nils Rattenborg ( Niels Rattenborg) de la Institutul Max Planck și colegii săi din alte câteva institute au fost publicate în jurnal Comunicarea naturii. Oamenii de știință au prezentat dovezi că în timpul zborului, păsările pot dormi, fie menținând activă jumătate din creier, fie oprind temporar ambele emisfere ale creierului. Este de remarcat faptul că păsările migratoare își păstrează capacitatea de navigație chiar și în timpul așa-numitului „somn REM”, în care organismul își pierde temporar tonusul muscular.

Este bine cunoscut faptul că păsările, cum ar fi strițul și lipiciul, sunt capabile să parcurgă distanțe mari în timpul migrațiilor. Prin urmare, sugerează oamenii de știință, astfel de păsări ar fi trebuit să dezvolte capacitatea de a opri o jumătate a creierului pentru o perioadă de timp, dând odihnă celeilalte, fără a risca să se prăbușească în zbor. Delfinii au un mecanism similar de reglare a somnului. Le permite să rămână pe linia de plutire fără să se scufunde atunci când dorm.

Cu toate acestea, până acum, nu au existat dovezi științifice concrete pentru această presupunere. Pentru a-și confirma teoria, Rattenborg și colegii săi au înregistrat direct activitatea creierului păsărilor în timpul zborului. Scopul lor a fost să stabilească ce tip de somn lentă sau rapid este prezent la păsări în timpul zborurilor lungi.

zixian | Shutterstock

Împreună cu cercetătorii de la Universitatea din Zurich și de la Institutul Federal de Tehnologie Elvețian, echipa lui Rattenborg a dezvoltat un mic dispozitiv care a fost legat de capul unei păsări și a înregistrat activitatea creierului, precum și mișcarea capului păsării.

Au fost alese ca obiecte de studiu fregatele care cuibăresc pe Insulele Galapagos. Aceste păsări trebuie adesea să petreacă câteva săptămâni în zbor deasupra oceanului în căutare de pradă. Drept urmare, în cadrul studiului, cu un mic dispozitiv pe cap, fregatele au zburat aproximativ 3.000 de kilometri fără să se oprească să se odihnească.

După ce au scos reportofonele și au analizat datele de zbor, cercetătorii au făcut descoperiri uimitoare. S-a dovedit că păsările erau trează numai în timpul zilei, dar după apusul soarelui au trecut la modul de înălțare (în contrast cu căutare activă alimente), iar dispozitivul a început să înregistreze somnul cu unde lente, care putea dura până la câteva minute.

S-a dovedit a fi curios și complet neașteptat pentru oamenii de știință că somnul cu unde lente ar putea fi înregistrat atât într-o emisferă (cum au presupus cercetătorii inițial), cât și în ambele emisfere în același timp. Cercetătorii au ajuns la concluzia că, în general, păsările nu au nevoie de activitatea constantă a uneia dintre emisferele creierului pentru controlul aerodinamic. Cu toate acestea, un astfel de vis a avut loc destul de des în cadrul acestui studiu, când păsările, întorcându-se, s-au ridicat pe curenții de aer. Acest lucru sugerează că păsările au dormit literalmente cu un ochi în timp ce priveau cu celălalt pentru a nu da peste obstacole.

În ceea ce privește faza somnului REM, trebuie menționat că aceasta diferă la păsări de un tip similar de somn la mamifere. Spre deosebire de oameni, ale căror faze de somn REM sunt lungi și provoacă o pierdere completă a tonusului muscular, la păsări această fază durează doar câteva secunde. Cu toate acestea, din cauza pierderii tonusului muscular, capul păsărilor scade în timpul somnului REM, dar acest lucru nu afectează zborul în sine.

În ciuda acestei abilități uimitoare de a dormi în timpul zborului, durata totală de somn a fregatelor a fost extrem de scurtă. În medie, aceste păsări dormeau doar 42 de minute pe noapte. În schimb, aceleași păsări dorm de obicei 12 ore pe zi când sunt pe uscat. Un astfel de contrast izbitor în comportamentul păsărilor rămâne un mister pentru oamenii de știință.

Rezultatele studiului realizat de Niels Rattenborg de la Institutul Max Planck și colegii săi de la o serie de alte instituții au fost publicate în revista Nature Communications. Oamenii de știință au prezentat dovezi că în timpul zborului, păsările pot dormi, fie menținând activă jumătate din creier, fie oprind temporar ambele emisfere ale creierului. Este de remarcat faptul că păsările migratoare își păstrează capacitatea de navigație chiar și în timpul așa-numitului „somn REM”, în care organismul își pierde temporar tonusul muscular.

Este bine cunoscut faptul că păsările, cum ar fi strițul și lipiciul, sunt capabile să parcurgă distanțe mari în timpul migrațiilor. Prin urmare, sugerează oamenii de știință, astfel de păsări ar fi trebuit să dezvolte capacitatea de a opri o jumătate a creierului pentru o perioadă de timp, dând odihnă celeilalte, fără a risca să se prăbușească în zbor. Delfinii au un mecanism similar de reglare a somnului. Le permite să rămână pe linia de plutire fără să se scufunde atunci când dorm.

Cu toate acestea, până acum, nu au existat dovezi științifice concrete pentru această presupunere. Pentru a-și confirma teoria, Rattenborg și colegii săi au înregistrat direct activitatea creierului păsărilor în timpul zborului. Scopul lor a fost să stabilească ce tip de somn - unde lentă sau REM - este prezent la păsări în timpul zborurilor lungi.

Împreună cu cercetătorii de la Universitatea din Zurich și de la Institutul Federal de Tehnologie Elvețian, echipa lui Rattenborg a dezvoltat un mic dispozitiv care a fost legat de capul unei păsări și a înregistrat activitatea creierului, precum și mișcarea capului păsării.

Au fost alese ca obiecte de studiu fregatele care cuibăresc pe Insulele Galapagos. Aceste păsări trebuie adesea să petreacă câteva săptămâni în zbor deasupra oceanului în căutare de pradă. Drept urmare, în cadrul studiului, cu un mic dispozitiv pe cap, fregatele au zburat aproximativ 3.000 de kilometri fără să se oprească să se odihnească.

După ce au scos reportofonele și au analizat datele de zbor, cercetătorii au făcut descoperiri uimitoare. S-a dovedit că păsările erau trează numai în timpul zilei, dar după apusul soarelui au trecut la modul de plutire (spre deosebire de modul activ de căutare a hranei), iar dispozitivul a început să înregistreze somnul cu unde lente, care putea dura până la câteva minute. .

S-a dovedit a fi curios și complet neașteptat pentru oamenii de știință că somnul cu unde lente ar putea fi înregistrat atât într-o emisferă (cum au presupus cercetătorii inițial), cât și în ambele emisfere în același timp. Cercetătorii au ajuns la concluzia că, în general, păsările nu au nevoie de activitatea constantă a uneia dintre emisferele creierului pentru controlul aerodinamic. Cu toate acestea, un astfel de vis a avut loc destul de des în cadrul acestui studiu, când păsările, întorcându-se, s-au ridicat pe curenții de aer. Acest lucru sugerează că păsările au dormit literalmente cu un ochi în timp ce priveau cu celălalt pentru a nu da peste obstacole.

În ceea ce privește faza somnului REM, trebuie menționat că aceasta diferă la păsări de un tip similar de somn la mamifere. Spre deosebire de oameni, ale căror faze de somn REM sunt lungi și provoacă o pierdere completă a tonusului muscular, la păsări această fază durează doar câteva secunde. Cu toate acestea, din cauza pierderii tonusului muscular, capul păsărilor scade în timpul somnului REM, dar acest lucru nu afectează zborul în sine.

În ciuda acestei abilități uimitoare de a dormi în timpul zborului, durata totală de somn a fregatelor a fost extrem de scurtă. În medie, aceste păsări dormeau doar 42 de minute pe noapte. În schimb, aceleași păsări dorm de obicei 12 ore pe zi când sunt pe uscat. Un astfel de contrast izbitor în comportamentul păsărilor rămâne un mister pentru oamenii de știință.

Ce păsări dorm în zbor? (Dacă există!)

SWIFT BLACK (Apus apus) în aspectul general corespunde descrierii de mai sus a swifts. Culoarea este negru-maroniu cu o ușoară nuanță verzuie. Vara, penele se ard puternic și culoarea generală devine palidă. Ciocul și picioarele sunt negre. Degetele sunt mici și sunt îndreptate înainte. Lungimea aripii 15-18 cm, greutatea 95-110 g. Viteza neagră locuiește în Europa, cu excepția părții sale de tundra, și în Africa de Nord-Vest; dincolo de Urali, se stabilește în Transbaikalia și Peninsula Liaodun, extinzându-se spre nord până la 62-65 ° latitudine nordică, spre sud până în Palestina, Siria și Himalaya. În timpul iernii, zboară în Africa, ocupând toată partea de sud de la ecuator până la vârful sudic al continentului, precum și Madagascar. În prezent, rapidul este o pasăre de oraș în cea mai mare parte a gamei sale. De asemenea, cuibărește în mediul rural, mai ales acolo unde există clădiri din piatră - biserici, silozuri etc. Dar în Transbaikalia, de exemplu, vitul negru trăiește doar în păduri, iar în orașe este înlocuit de o altă specie - vitul cu centură albă. . Să ne oprim asupra unor trăsături ecologice recent descoperite ale swiftului. Swifts negri ajung târziu, iar sosirea lor înseamnă de obicei debutul unei vremi calde stabile. Cu toate acestea, sosirea ionișilor este departe de a fi la fel de unanimă pe cât s-a presupus recent.Swifturile ajung în loturi mici, adesea cu pauze de una, două sau chiar câteva zile. De regulă, apariția martinilor este asociată cu un ciclon: vineții ajung „pe spatele unui ciclon”. După sosire, trec foarte puține zile, iar turbanii negri încep să construiască cuib, care durează 8 zile. Apoi depun ouă; sunt 2-3, mai des, totuși, 2. Există un ambreiaj pe an. Ambele păsări incubează. Durata de incubație a vinzoanelor este foarte instabilă: variază între 16 și 11 zile, în funcție de vreme. Dacă se răcește și plouă, se petrece mult timp căutând hrană și pur și simplu nu există timp de incubat. Cu toate acestea, pe vreme deosebit de rea, iuteșul se întoarce la cuib și stă acolo. Dar o astfel de „incubare” este de puțin folos, deoarece o pasăre flămândă nu poate produce căldura necesară incubației. Iar dacă mâncarea devine cu adevărat proastă, iuteșii se eliberează de grijile de cuibărit. Pur și simplu aruncă ouăle din cuiburi chiar și atunci când a mai rămas puțin timp înainte de a ecloziona puii. Puii eclozați stau în cuib mult timp și ani diferiti timp diferit. În cele mai favorabile cazuri, zboară din cuib în a 38-a-39-a zi de viață, uneori chiar în a 35-a sau a 33-a zi. În anii nefavorabili, stau în cuib până la 56 de zile. Puii de vite negru au o caracteristică neobișnuită și, în acest caz, favorabilă pentru ei. Nu sunt creaturi strict homotermale (cu sânge cald). În cazul înfometării, temperatura corpului puilor devine instabilă și uneori chiar scade la 20 C.

O echipă internațională de oameni de știință condusă de cercetători de la Institutul de Ornitologie al Societății Max Planck (Germania) a găsit răspunsul la o întrebare care îi bântuie pe cercetători de zeci de ani. Și întrebarea este simplă: pot păsările să doarmă în timpul zborului?

Ei pot, au dovedit oamenii de știință realizând cel mai neobișnuit studiu pentru a urma rutina zilnică a păsărilor care stau ore în șir în aer.

Se știe de multă vreme că unele specii de licanți, păsări cântece, becași și păsări marine pot efectua zboruri non-stop care durează zile, săptămâni sau mai mult. Având în vedere efectele negative pe care le are privarea de somn asupra animalelor, mulți oameni de știință au crezut că păsările reușesc cumva să doarmă în timpul zborului. Cu toate acestea, recent s-a demonstrat că unele păsări sunt într-adevăr capabile să rămână trează săptămâni întregi, minimizând timpul de somn, iar acest lucru a adăugat și mai mult confuziei cu privire la posibilitatea de a dormi în aer.

Principala problemă în a răspunde la această întrebare este lipsa de studii asupra creierului păsărilor în timpul zborului, care ar putea face lumină asupra această problemă. Cum poate o pasăre să doarmă în aer fără să se ciocnească de rudele ei și fără să cadă? Potrivit unei versiuni, păsările nu dorm complet, ci cu emisfere separate, mai întâi stânga, apoi dreapta. Există lucrări care arată că așa dorm mallarzii dacă există pericol pe uscat. La aceste păsări, dacă se află la marginea stolului, o emisferă a creierului este mereu trează, iar ochiul corespunzător este întotdeauna îndreptat către posibile amenințări. Oricum ar fi, pentru a înregistra somnul, oamenii de știință trebuie să măsoare activitatea electrică a creierului, iar acest lucru necesită plasarea unor dispozitive speciale pe capul păsărilor.

Pentru a rezolva problema, oamenii de știință trebuiau să identifice momentele în care pasărea este trează și când cade într-unul dintre cele două tipuri cunoscute de somn - somn cu unde lente (SWS) și somn REM (Rapid Eye Movement, REM). Pentru a face acest lucru, Nils Rattenborg, autorul lucrării, împreună cu Alexei Vysotsky de la Universitatea din Zurich, a dezvoltat un dispozitiv în miniatură,

luând o encefalogramă a creierului păsărilor și fixând mișcările capului în timpul zborului.

Au decis să studieze păsările fregate mari care cuibăresc în Insulele Galapagos. Se știe că aceste păsări petrec săptămâni întregi deasupra oceanului în căutarea peștilor, care sunt conduși de prădători la suprafață. Păsările cu instrumente puse pe cap au zburat uneori timp de 10 zile, timp în care au zburat până la 3 mii de km. În tot acest timp, dispozitivul a înregistrat encefalograme ale ambelor emisfere ale păsărilor, mișcările capului, traseul și altitudinea de zbor folosind un receptor GPS. La întoarcere, instrumentele au fost scoase de la păsări și a început procesul de prelucrare a datelor primite. „La fel ca multe alte animale din Galapagos, fregatale erau destul de calme și continuau să doarmă când m-am apropiat de ele a doua oară”, a spus co-autorul Bryson Voirin.

Ilustrație: nature.com

Analiza datelor a arătat că păsările dorm în zbor, dar dorm atât intenționat, cât și într-un mod neobişnuit. În timpul zilei sunt treji, caută mâncare. După apusul soarelui, encefalograma obișnuită a trecut în modul de somn lent, iar pasărea a plutit câteva minute. Oamenii de știință au remarcat că în acest moment, atât una, cât și ambele emisfere ale creierului pot fi oprite.

Aceasta înseamnă că păsările nu trebuie să fie treaz într-o emisferă pentru a menține controlul asupra aerodinamicii zborului lor.

Totuși, o altă descoperire a fost făcută prin compararea mișcărilor capului cu înregistrările encefalogramei emisferelor. Când o pasăre se avântă în cercuri în curent ascendent, emisfera creierului responsabilă de ochi, care privește în direcția virajului în timp ce cealaltă doarme, este trează, ceea ce implică faptul că pasărea ține evidența unde zboară. „Fregatele pot urmări păsările pentru a evita coliziunea, la fel cum rațele urmăresc prădătorii”, a explicat Rattenborg.

Ilustrație: nature.com

În plus, perioadele de somn non-REM sunt uneori întrerupte de faze scurte, de doar câteva secunde, de somn REM, au stabilit oamenii de știință. Spre deosebire de mamifere, la care somnul REM durează mult timp și este însoțit de relaxarea completă a mușchilor, la păsări se aprinde doar pentru câteva secunde. Spre deosebire de animale, păsările aflate în această fază a somnului, deși își lasă capul în jos pentru un timp, pot continua să stea pe un picior.

În mod similar, fregatale în momentul somnului REM dau temporar din cap, dar zborul lor rămâne neschimbat.

Poate că principala descoperire pentru oamenii de știință a fost timpul total de somn: s-a dovedit că în timpul zilei păsările își permit să adoarmă doar 42 de minute. Dar, întorcându-se la cuib, ei dorm și pot dormi jumătate de zi. „De ce dorm atât de puțin noaptea, dacă nu vânează mult, rămâne un mister”, spune Rattenborg. În viitor, oamenii de știință intenționează să explice cum păsările trec atât de mult fără somn. „De ce noi și multe alte animale suferim atât de mult de privarea de somn, în timp ce unele păsări se adaptează atât de bine, rămâne un mister”, a adăugat el. Lucrările oamenilor de știință au fost publicate în jurnal