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海洋哺乳动物如何在水下睡觉?

发表时间:2024/02/15 16:37:13  浏览次数:1932  
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据美国趣味科学网站2月11日报道,如果海洋哺乳动物想睡觉,就不能只是闭上眼睛,整夜随波逐流,因为它们需要间歇性地浮出水面换气。它们也不能漂在水面熟睡,因为这会使它们暴露给捕食者并陷入热量流失的情况。那么,海洋哺乳动物如何休息而不危及自身?

一种解决办法是每次只关闭一半大脑——单半球睡眠。这是海豚类海洋哺乳动物在开阔水域的休息方式。

英国圣安德鲁斯大学的生物学家帕特里克·米勒对本网站说:“单半球睡眠对这些动物的确很有用,因为可以让它们保持低活动水平,同时每次让半个大脑睡觉。”

在能以这种方式睡觉的海洋哺乳动物中,海豚被研究得最充分。

圈养海豚脑部扫描显示,一个脑半球处于缓波深睡眠状态,另一个脑半球处于警戒状态,夸不毫张地说,海豚是睁一只眼睛睡觉。这种睡眠方式在海豚、鲸和鼠海豚这类鲸目动物中很常见,但并非它们独有。据了解,许多鸟类都会利用单半球睡眠,可以在飞行时打瞌睡。

但据米勒说,鸟类和海豚出于不同目的使用单半球睡眠技术。

例如,在一个鸟群中,在群体外围的许多鸟都把睁着的那只眼睛对着外侧以监视捕食者。但海豚的作法恰恰相反:它们睡觉时往往把睁开的眼睛对着群体里的其他海豚,很可能是为了避免走散。

并非所有鲸目动物都能做到单半球睡眠。有些利用双半球睡眠,即大脑的两个半球都能睡着,就像人类和大多数其他哺乳动物一样。

米勒说:“对于大海里不好捕捉的动物,比如抹香鲸、蓝鲸或座头鲸,脑部活动就很难监测。这时候,行为记录是我们监测睡眠行为的最佳依据。”

在这些情况下,研究人员可以给动物贴上标记以监测它们的行动。米勒2008年带头的一项研究就是给抹香鲸贴上吸力标签,以监测它们在开放海域短暂地睡眠。

这些鲸在水下浅层潜水,游速减缓直到停住,懒洋洋地保持竖直状态。这种直立的姿势很可能是因为它们头部的油脂(鲸蜡)。

可以看到,鲸群睡觉时都是在海面下,鼻子向上。这段时间里,它们完全没有反应,说明处于深睡眠状态。不过,这些动物只能在水下休息大约20分钟,然后必须醒过来呼吸空气。一旦换好气,它们又会沉到水面下继续休息,这种行为可能持续长达3个半小时。

北象鼻海豹也是双半球睡眠,有时也会像鲸这样打个盹。加利福尼亚大学圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所博士后研究员杰茜卡·肯德尔-巴尔2023年带头的一项研究,首次监测到海洋中沉睡的哺乳动物大脑的活动。肯德尔-巴尔和同事发现,海豹潜入1000英尺(约合300米)深处,大脑减慢速度,进入快速眼动(REM)睡眠。一旦进入REM睡眠,海豹就会大头冲下,缓缓转圈,同时继续沉睡。

肯德尔-巴尔在介绍这项研究的YouTube视频中说:“在海里睡觉的海豹,它们在REM睡眠时一直处于倒立状态,说明它们和我们一样,在REM状态下完全是麻痹的,不能动弹。”

这些研究人员在报告中称,可能因为防止被捕食的风险,海豹把自己在海里的总睡眠时间限制在每天2小时左右,“与哺乳动物的最低睡眠纪录不相上下,这个纪录目前由非洲象(每天约2小时)保持”。

这是1月19日在海南岛西南海域拍摄的中华白海豚(新华社)

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