Здатність деяких видів птахів залишатися у повітрі протягом тижнів або навіть місяців без посадки тривалий час залишалася однією з найбільших загадок біології, породжуючи дискусії про те, як ці організми задовольняють фізіологічну потребу у сні без ризику для життя. Довгий час припускалося, що птахи можуть використовувати мікросон або дрімати в польоті, проте лише новітні дослідження із застосуванням мініатюрних електроенцефалографів дозволили підтвердити та детально описати цей феномен на прикладі великого фрегата (Fregata minor). Цей морський хижак, відомий своєю здатністю долати тисячі кілометрів над океаном, демонструє унікальну еволюційну адаптацію, яка дозволяє йому буквально “розділяти” свій мозок навпіл, забезпечуючи відпочинок однієї півкулі, тоді як інша продовжує контролювати політ та навігацію, пише T4.
Ключем до виживання фрегатів у повітрі є механізм так званого однопівкульного повільнохвильового сну, при якому одна половина мозку занурюється у глибокий сон, а інша залишається в стані неспання. Електрофізіологічні записи, отримані під час польоту, показали, що коли спить ліва півкуля, праве око птаха залишається відкритим, і навпаки. Така асиметрія є критично важливою для виживання, оскільки дозволяє птаху візуально контролювати своє положення відносно інших членів зграї, запобігаючи зіткненням, а також орієнтуватися за повітряними потоками. Відкрите око, пов’язане з активною півкулею, спрямоване у бік повороту під час ширяння по спіралі, що підтверджує функціональну необхідність часткового неспання для підтримання стабільної аеродинаміки.
Читайте за темою: Не вірте цьому птаху: чому вилохвостого дронго називають найбільшим брехуном у світі пернатих
Ще більш вражаючим відкриттям стало те, що фрегати здатні занурюватися у фазу швидкого сну (REM-сон) обома півкулями одночасно, перебуваючи в польоті, хоча цей стан триває лічені секунди. Під час REM-сну м’язовий тонус птаха значно знижується, що могло б призвести до втрати висоти та падіння, проте фрегати вдаються до цього ризикованого маневру виключно під час набору висоти у висхідних термальних потоках. Оскільки пір’я фрегатів не має водовідштовхувального мастила, падіння у воду для них може стати фатальним, тому епізоди повного сну є надзвичайно короткими та чітко контрольованими умовами навколишнього середовища, що свідчить про високий рівень еволюційної спеціалізації нервової системи.
Незважаючи на наявність механізму сну в польоті, загальна тривалість відпочинку фрегатів у повітрі є феноменально низькою порівняно з їхнім режимом на суші. Дані телеметрії свідчать, що під час тривалих перельотів ці птахи сплять у середньому менше однієї години на добу, причому цей сон розбитий на сотні мікроепізодів тривалістю від кількох секунд до хвилини. Це разюче контрастує з їхньою поведінкою на землі, де вони можуть спати понад 12 годин на добу, що змушує науковців переглянути традиційні уявлення про наслідки депривації сну. Здатність фрегатів зберігати високу когнітивну та фізичну продуктивність при настільки мінімальному відпочинку вказує на те, що екологічний тиск може фундаментально змінювати біологічні потреби організму, дозволяючи жертвувати тривалістю сну заради виживання в екстремальних умовах відкритого океану.
Читайте за темою: Розміром з літак: вчені показали найважчого птаха, який коли-небудь літав на Землі
