Сон китообразных¶

Сон китообразных — физиологическое состояние покоя, характеризующееся у китов (отряда китообразных, Cetacea) рядом уникальных адаптаций, связанных с дыханием в водной среде. В отличие от наземных млекопитающих, киты не могут непроизвольно дышать во сне: вдох и выдох у них остаются сознательными актами, что определяет основные особенности их сна.

¶Необходимость осознанного дыхания

У большинства наземных млекопитающих дыхание во сне контролируется стволовыми отделами мозга автоматически. У китообразных, согласно исследованиям нейробиологов (в частности, работам Питера Вига и др.), этот контроль смещён в корковые структуры: кит вынужден «помнить» о каждом вдохе. Сон с полным отключением сознания на длительное время был бы для него смертельно опасен — животное могло бы утонуть, не поднявшись к поверхности за воздухом.

¶Полушарный сон

Основной адаптацией является так называемый унисемиальный (однополушарный) сон — состояние, при котором одно полушарие мозга отдыхает, а второе остаётся бодрствующим и контролирует дыхание, плавание и ориентацию в пространстве. При этом:

• Глаз, соответствующий активному полушарию, остаётся открытым;
• Животное продолжает медленно плавать или держаться на плаву с помощью лёгких;
• Периоды сна двух полушарий чередуются.

Впервые однополушарный сон у дельфинов был описан в 1960-е годы исследователями Джоном Лилли, а позднее подтверждён электроэнцефалографическими данными у ряда других китообразных, включая серых кашалотов и косаток. У ластоногих (тюленей) подобный механизм также встречается, но в иной форме.

¶Продолжительность и глубина сна

Исследования показывают, что киты спят существенно меньше наземных млекопитающих. По данным, полученным при мониторинге серых кашалотов (Physeter macrocephalus) в водах Патагонии, взрослые особи спят в среднем около 10–15 минут в сутки, причём сон состоит из коротких эпизодов глубокого однополушарного покоя. У дельфинов в неволе суммарная продолжительность сна может достигать нескольких часов, но значительную часть времени занимает именно лёгкий однополушарный сон.

Новорождённые китята, по наблюдениям, спят почти непрерывно в первые дни жизни, причём мать и детёныш плавают синхронно, сохраняя физический контакт.

¶Вертикальный сон

У серых кашалотов в тропических водах описано необычное поведение, получившее название vertical sleeping («вертикальный сон»). Группа из десятков животных замирает в вертикальном положении, головой вверх, на глубине около 10–20 метров, не двигаясь в течение 10–15 минут. Этот феномен был впервые подробно задокументирован в 2008 году у популяции у побережья Чили (Чилийский архипелаг, острова Хуан-Фернандес). Считается, что в таком положении кашалоты переживают фазу глубокого сна, подобную фазе быстрого сна (REM) у наземных млекопитающих.

¶Экологическое значение

Сон китов тесно связан с экологическими условиями:

• Миграционные виды (серые, горбатые киты) во время длительных переходов почти не спят, откладывая отдых на период кормления в высоких широтах;
• Косатки (Orcinus orca) в дневное время спят короткими эпизодами, оставаясь в группе, а ночью активно охотятся;
• Малые полосатики в период линьки в тёплых морях могут почти полностью утратить способность к нормальному сну.

¶Угрозы со стороны человека

Подводный шум от судов, сейсморазведки и военных гидроакустических систем нарушает сон китообразных, заставляя их прерывать отдых и уходить из привычных участков. По данным Международного валютного фонда и ряда экологических организаций, хронический недосып приводит к снижению репродуктивной успешности и выживаемости популяций, в частности у северных кашалотов в Тихом океане.

¶Примечания

Способность к однополушарному сну изучена у нескольких десятков видов китообразных и остаётся предметом активных исследований, в том числе с применением акселерометров и спутниковых меток.

Источники:

• Lyamin O.I., Manger P.R., et al. «Sleep in aquatic mammals» // Sleep and Brain Activity, 2012.
• Rattenborg N.C., Lima S.L., Amlaner C.J. «Half-asleep» // Nature, 2000.
• Miller P.J.O. et al. «Foraging behaviour of sperm whales» // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 2008.
• Mukhametov L.M. «Unihemispheric sleep and asymmetry of sleep in dolphins» // Archives Italiennes de Biologie, 1995.
• Мордвинов Д.А. «Кашалоты вертикально: загадка сна в открытом океане» // Бюллетень Московского общества испытателей природы, 2010.