Как спят киты, зависит от вида. У нескольких изученных китообразных подтверждён однополушарный медленноволновой сон, во время которого активность двух половин мозга различается. Одни животные продолжают медленно плыть, другие отдыхают у поверхности, а кашалоты способны почти неподвижно дрейфовать в вертикальном положении.
Как устроен сон китообразных
Сон кита не обязательно сопровождается полной неподвижностью и закрытыми глазами. Китообразное может медленно плыть, периодически всплывать за воздухом или подолгу сохранять почти одну и ту же позу в воде.
Поэтому исследователи отделяют физиологически подтверждённый сон от поведения, похожего на отдых. В первом случае состояние мозга регистрируют с помощью электроэнцефалографии – ЭЭГ. У огромного кита в открытом море такую запись получить значительно сложнее, и тогда остаются данные меток, скорость движения, положение тела и реакция животного на окружающее.
Неподвижный кит не обязательно находится в конкретной стадии сна. Поза и характер движения позволяют обнаружить периоды отдыха, но состояние мозга надёжнее всего показывает ЭЭГ. Поэтому о сне дельфинов известно гораздо больше, чем о сне большинства крупных диких китов.
Эта разница особенно заметна на фотографиях вертикальных кашалотов. Сама поза реальна и хорошо задокументирована, но она ничего не говорит о том, что синий кит или горбач отдыхает таким же способом.
Однополушарный сон и работа мозга
У физиологически изученных китообразных обнаружен однополушарный медленноволновой сон. В одном полушарии в это время сильнее выражены медленные волны, характерные для сна, а в другом электрическая активность остаётся ближе к состоянию бодрствования. Позже более глубокий сон может перейти на другую сторону.
Полушарие при этом не «выключается». Мозг продолжает работать, но его две половины находятся в разных состояниях. Такой режим позволяет сочетать отдых с движением, контролем положения тела и наблюдением за окружающей обстановкой.
Однополушарный сон – это асимметрия работы мозга, а не выключение его половины. Медленные волны сна сильнее выражены с одной стороны, тогда как другая остаётся более активной.
Как спят дельфины и белухи
Больше всего физиологических данных накоплено по зубатым китообразным. Однополушарный сон регистрировали с помощью ЭЭГ у афалин и белух, а также у некоторых других изученных видов.
С состоянием полушарий связано и положение глаз. Связь перекрёстная: глаз, противоположный полушарию с более выраженным медленноволновым сном, чаще закрыт или полузакрыт. Глаз, связанный с более активной противоположной стороной мозга, чаще остаётся открытым. Например, при более глубоком сне левого полушария обычно закрыт правый глаз, а левый остаётся открытым.
Эта связь хорошо выражена, но не работает как жёсткий переключатель каждую секунду. В опытах с афалинами и белухами состояние глаз и ЭЭГ иногда расходилось. Поэтому открытый глаз сам по себе не служит точным прибором для определения стадии сна.
Однополушарный сон связывают сразу с несколькими задачами – дыханием, плаванием, наблюдением за окружающим пространством и сохранением тепла. Какая из них сыграла главную роль в его эволюции, окончательно не установлено.
Как киты дышат во время сна
Китообразные дышат атмосферным воздухом, поэтому даже во время отдыха им приходится возвращаться к поверхности. У хорошо изученных дельфинов дыхание продолжается и при однополушарном сне – для вдоха животному не требуется полностью переводить оба полушария в состояние бодрствования.
Во сне кит не становится полностью неподвижным и беспомощным: часть нервной системы продолжает контролировать положение тела, движение и подъём к поверхности. Поэтому животное может отдыхать в воде и при этом не тонуть.
Дыхание китообразных нельзя считать исключительно сознательным процессом. Оно регулируется нервной системой и может находиться под дополнительным контролем поведения. Во время сна особенно важным становится сохранение движений и рефлексов, необходимых для подъёма к поверхности и вдоха.
У разных видов это выглядит по-разному. Дельфины могут медленно плыть и регулярно всплывать. Другие китообразные проводят часть отдыха почти неподвижно у поверхности или под ней, прерывая такие периоды очередным дыхательным циклом.
Строение дыхала, механизм выдоха и способность надолго задерживать дыхание подробно разобраны в материале о том, как дышат киты.
В каких позах спят и отдыхают киты
Единой позы сна у китообразных нет. У разных видов наблюдали медленное плавание, неподвижный отдых у поверхности, зависание в толще воды и пассивные неглубокие погружения. В контролируемых условиях некоторые зубатые китообразные могут отдыхать и на дне бассейна, периодически поднимаясь за воздухом.
Положение тела меняется даже у одного животного. Период медленного движения может смениться почти полной неподвижностью, а затем обычным плаванием. Поэтому фотография спящего или отдыхающего кита показывает один эпизод, а не общую позу для всего вида.
| Группа или вид | Что наблюдали | Как получены данные | Что известно о сне |
|---|---|---|---|
| Афалина | Однополушарный сон, медленное плавание, неподвижный отдых | ЭЭГ, наблюдение за глазами и поведением | Однополушарный медленноволновой сон подтверждён физиологически |
| Белуха | Однополушарный сон, асимметрия состояния глаз, подвижный и неподвижный отдых | ЭЭГ и наблюдения в контролируемых условиях | Однополушарный медленноволновой сон подтверждён физиологически |
| Косатка | Медленное плавание и неподвижный отдых у поверхности | Поведенческие наблюдения, в том числе за матерями и детёнышами | Разные формы отдыха хорошо известны, но не каждый эпизод подтверждён записью работы мозга |
| Кашалот | Пассивные неглубокие погружения в вертикальном положении | Присосочные метки с датчиками движения и полевые наблюдения | Такое поведение исследователи связывают со сном, но ЭЭГ во время этих эпизодов у диких кашалотов не записывали |
| Крупные усатые киты | Медленное движение и периоды отдыха у поверхности | Полевые наблюдения и данные меток | Поведение отдыха известно значительно лучше, чем физиология самого сна |
Как спят кашалоты
Кашалоты известны необычными вертикальными периодами отдыха. В 2008 году присосочные метки на диких животных зарегистрировали пассивные неглубокие погружения – drift-dives. Во время них киты прекращали активное плавание и дрейфовали в характерном почти вертикальном положении недалеко от поверхности.
Такие эпизоды составили 7,1% общего времени записей и 36,7% времени вне кормодобывания. Исследователи также наблюдали группу вертикально дрейфующих кашалотов, которые очень слабо реагировали на проходившее рядом судно. Совокупность этих признаков позволила связать drift-dives со сном.
Доля в 7,1% относится именно к зарегистрированному поведению в этом исследовании. Это не универсальная продолжительность сна кашалота за сутки: электрическую активность мозга у животных во время drift-dives не записывали.
Вертикальный отдых хорошо известен у кашалотов, но не является общей позой сна китов. Дельфины, белухи и другие китообразные могут отдыхать во время медленного плавания или в другом положении тела.
Именно фотографии кашалотов чаще всего сопровождают рассказы о «вертикально спящих китах». Для кашалота такое поведение действительно характерно, но переносить его на остальные виды нельзя.
Сколько времени спят киты
Единой продолжительности сна для всех китообразных нет. У разных видов режим отдыха различается, а у большинства крупных китов в природе суточную продолжительность физиологического сна вообще не измеряли.
Больше данных есть по афалинам. В физиологических исследованиях каждое полушарие у них в среднем накапливало около четырёх часов медленноволнового сна в сутки. Складывать эти значения и получать восемь часов обычного сна нельзя: одно полушарие способно находиться в более глубоком сне, пока второе остаётся активнее.
У кашалотов измерена доля характерных drift-dives, но она описывает поведение, а не полную продолжительность физиологического сна. Для синих китов, горбачей и многих других крупных видов точного суточного времени сна пока нет.
Главное ограничение здесь техническое. Электрическую активность мозга можно достаточно долго записывать у дельфина в контролируемых условиях. Получить сопоставимую запись от свободно плавающего многотонного кита в океане гораздо сложнее.
Снятся ли китам сны
Надёжного ответа пока нет. О сновидениях нельзя судить только по неподвижности, движению глаз или подёргиваниям тела, а физиология сна изучена подробно лишь у небольшой части китообразных.
В большинстве длительных ЭЭГ-наблюдений привычного REM-сна у китообразных не обнаруживали. В старом исследовании гринды был зарегистрирован один краткий эпизод, который авторы отнесли к REM-сну. Позднейшие физиологические исследования других китообразных такого результата убедительно не повторили.
Редкие движения глаз, мышечные подёргивания и другие внешние признаки сами по себе REM-сон не подтверждают. Поэтому неизвестно и то, видят ли киты сновидения. Содержание возможных снов тем более остаётся за пределами того, что можно проверить экспериментально.
| Что известно | На что пока нет надёжного ответа |
|---|---|
| Однополушарный медленноволновой сон физиологически подтверждён у нескольких изученных китообразных | Насколько одинаково устроен сон у всех крупных видов китов |
| Кашалоты совершают характерные вертикальные пассивные погружения, связанные с отдыхом | Какая часть каждого такого погружения приходится на физиологический сон |
| В большинстве ЭЭГ-исследований обычный REM-сон у китообразных не зарегистрирован | Есть ли у разных видов короткая или изменённая форма REM-сна |
| Формы отдыха заметно различаются между видами | Сколько физиологического сна в сутки получает большинство крупных диких китов |
| Состояние глаз у афалин и белух связано с асимметрией сна полушарий | Видят ли китообразные сновидения |
Мы не знаем, снятся ли китам сны. Отсутствие устойчиво зарегистрированного REM-сна не доказывает отсутствие сновидений, а наблюдение за поведением животного не позволяет узнать, что оно переживает во время сна.
Как отдыхают матери и детёныши
У новорождённых косаток и афалин наблюдали необычно высокую двигательную активность. В исследовании 2005 года детёныши и их матери в течение первых недель почти постоянно двигались и редко демонстрировали обычный неподвижный отдых. В следующие месяцы время отдыха постепенно увеличивалось.
Определить реальную продолжительность сна только по движению оказалось сложнее. Уже в 2006 году другие исследователи сообщили, что молодые дельфины способны спать во время медленного плавания. Поэтому постоянное движение не означает полного отсутствия сна.
Эти наблюдения относятся к конкретным изученным видам – афалинам и косаткам. Для детёнышей горбачей, синих китов и большинства других китообразных сопоставимых физиологических данных нет.
У сна китообразных нет одной схемы для всех видов. У афалин и белух хорошо изучен однополушарный медленноволновой сон. Кашалоты известны вертикальными периодами пассивного отдыха. О сне большинства крупных усатых китов приходится судить главным образом по поведению и данным меток.
Поэтому дельфин с одним открытым глазом и вертикально дрейфующий кашалот показывают два разных варианта отдыха китообразных. Оба существуют в природе, но ни один из них нельзя считать универсальной моделью сна всех китов.
По теме
Почему киту приходится всплывать, чтобы вдохнуть
Как киты дышат под водой? Никак – под водой кит задерживает дыхание. У него есть лёгкие, а не жабры, поэтому за воздухом приходится...
Дыхание китов: что происходит между всплытием и глубоким нырком
Как дышат киты? Они всплывают к поверхности, открывают дыхало, с шумом выдыхают и почти сразу делают новый вдох. «Фонтан» над головой – не...
Почему киты не тонут во сне и как они отдыхают
Как спят киты, если им даже во сне нужно подниматься за воздухом? Они не могут лечь на дно и проспать там всю ночь. У изученных...