科學

象海豹在慢慢下沉的同时在海洋中小睡


一只年轻的北象海豹 (Mirounga angustirostris) 在太平洋

自然图片库/Alamy

虎鲸和大白鲨在水面附近徘徊,呼吸空气的动物怎么能在开阔的海洋中安全地睡觉呢? 对于象海豹,我们现在知道解决方案是潜入 100 米左右,然后慢慢下沉至 300 米,同时让它们小睡 10 分钟。

这是加利福尼亚州斯克里普斯海洋学研究所的杰西卡·肯德尔-巴尔 (Jessica Kendall-Bar) 和她的同事们的发现,他们开发了一个系统来记录象海豹的脑电活动,以及它们的心率和运动。 它由一个头罩和几个可以检测鳍状肌收缩的电极和运动跟踪器组成。

在对几只圈养象海豹进行测试后,他们用一种可拆卸的粘合剂将这个系统固定在八只野生雌性海豹身上。 该团队没有对雄性进行此操作,因为它们的体型更大,因此更难连接任何类型的设备。 这些野生海豹中有三只在连接这些装置时在开阔的海洋中度过,其他的则留在较浅的水域或海滩上。

这些设备使团队能够识别海豹在慢波或深度睡眠以及快速眼动 (REM) 或梦境睡眠中的移动方式。 利用这一点,他们可以回顾 300 多只野生雌性以前的时间和深度记录,并确定它们何时睡觉以及处于哪个睡眠阶段。

该研究表明,在公海的女性在潜水期间每次睡眠时间少于 10 分钟,每天总共只睡 2 小时左右,而在陆地上则为 10 小时左右。 在水面以下约 100 米左右,它们进入慢波睡眠并开始向下漂移。 Kendall-Bar 说:“我真的很惊讶他们能如此坚持自己的身体姿势。”

但是当动物进入快速眼动睡眠时,它们确实会失去控制。 它们的身体上下颠倒,呈特有的螺旋状下沉,其中一只动物下沉至 377 米深。 然后海豹醒来并游回水面。 在不到 250 米深的水域中,海豹会像其他海豹一样一动不动地睡在海底。

其他海洋哺乳动物以不同的方式解决了如何在海上睡觉的问题。 鲸鱼和海豚的大脑一次只有一半在睡觉,让另一半在水面提防危险和维持呼吸。

加州大学洛杉矶分校的杰罗姆·西格尔 (Jerome Siegel) 于 2018 年报告说,海豹也使用同样的技巧。不过,不同寻常的是,海豹可以同时进行半脑睡眠和全脑睡眠——当它们在陆地上时,全脑睡眠的比例增加。

西格尔说,他对象海豹只睡 2 小时就能活下来并不感到惊讶。 “我们之前曾报道过,野外的非洲象平均睡眠时间为 2 小时,”他说。 他的团队还发现,海豚和虎鲸在出生后数月内根本不睡觉。

“睡眠时间与大脑大小或认知能力无关,”西格尔说。

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