Obosit animal - DER SPIEGEL 42009
Kalia nu vrea să doarmă. Nu azi. Nu mâine. Nu peste o săptămână. De preferat deloc la început. De când s-a născut, acesta a fost cazul orca bebelușului din parcul de distracții SeaWorld din San Diego, California.
Articol în format PDF
Animalul se deplasează constant, circulând în bazinul de 6400 de metri cubi. Și chiar lângă el înoată, neliniștit, Kasatka, cântărind aproximativ două tone și jumătate, mama celor mici.
"Cu toții simțim că animalele trebuie să fie incredibil de obosite", spune medicul veterinar al SeaWorld James McBain, "dar nu par să fie".
Timp de mai mult de patru săptămâni după nașterea vițelului de balenă în 2004, Kalia și mama ei au navigat non-stop printr-o piscină de la grădina zoologică. Iar Jerome Siegel, cercetător al somnului la Universitatea California din Los Angeles, este uimit până în prezent. „Animalele nu au făcut nimic care să semene somn timp de săptămâni", își amintește cercetătorul. „Acest lucru contrazice fundamental ideea că somnul este esențial pentru dezvoltarea creierului și a corpului."
Somnul de balenă ucigașă este un fenomen. Când sunt tineri, abia dorm deloc. Mai târziu, doar jumătate din creierul ei doarme. Probabil că nu visează niciodată. Și cu comportamentul lor extravagant de somn, nici măcar nu sunt singuri în regnul animal.
Animalele dorm pe măsură ce ciocul și botul le-au crescut. Marmota alpină se odihnește până la șapte luni pe an. Girafa reușește doar patru ore pe noapte. Hamsterii djungari intră într-o stare de paralizie în timpul zilei, în timp ce noaptea flutură prin tunelurile lor subterane. Leneșul, pe de altă parte, nu este atât de leneș. La nouă ore și jumătate, doarme mai mult decât oamenii.
Nimic nu pare imposibil în tărâmul gladului și al înghițiturii de noapte. Și cercetătorii își creează creierul: cum apare diversitatea? Care este sensul universal al somnului când fiecare animal doarme diferit? Spectrul larg de comportament permite să se tragă concluzii despre evoluția somnului, spune Siegel. Și chiar mai mult: Siegel vrea să citească semnificația mai profundă a curiozității somnului din comportamentul de somn al animalelor.
„Întrebarea principală este de ce mama natură a creat un fenomen atât de ciudat în primul rând”, spune Patrick McNamara, neuropsiholog la Universitatea din Boston. Împreună cu colegii, cercetătorul a început un proiect despre istoria tribală a somnului. Cercetătorii au documentat deja comportamentul de somn a aproximativ 150 de specii de mamifere într-o bază de date. McNamara: „Spre deosebire de comportamentul sexual, de vânătoare sau de zbor, funcția somnului nu este evidentă”.
Ghilda somnologilor a adunat deja tot felul de lucruri minunate. Broaștele de taur, de exemplu, stau deseori acolo cu descurajare, dar nu dorm niciodată. Broasca cubaneză Osteopilus septentrionalis, peștele zebră sau musca fructelor sunt diferite: uneori simt un fel de somnolență.
Cu toate acestea, somnul așa cum este cunoscut de om pare să existe doar la mamifere și păsări. Cercetătorii au conceput demult metode inteligente pentru a trage cu urechea pe traverse. Electrozii sunt implantați în creierul animalelor pentru a înregistra activitatea organului gânditor ca electroencefalogramă (EEG). Cercetătorii comportamentali înregistrează meticulos cât de puternică este erecția șobolanilor visători, indiferent dacă flamingo-urile își schimbă picioarele noaptea sau cât de des leii își zvâcnesc ochii în timpul somnului.
Se folosește o tehnică de spionaj foarte dezvoltată. Cercetătorii de la Universitatea Tasmania au folosit sonde cu ultrasunete și dispozitive de urmărire pentru a observa arici australieni cu facturi scurte în zonele lor de hibernare. Au descoperit că masculii manipulează deseori femelele care dorm. Sexul la un moment nepotrivit crește șansele ca persoanele care fac probleme să aibă proprii lor descendenți.
Alți oameni de știință folosesc experimente cu aspect urât pentru a afla cum reacționează animalele la lipsa de somn. „Metoda discover-apă” a cercetătorului SUA pentru somn Allan Rechtschaffen este renumită și notorie. În mijlocul unui bazin de apă, omul de știință a instalat un disc rotativ care a fost împărțit în două jumătăți de un perete care a fost instalat permanent peste bazin. Cercetătorul a plasat un șobolan pe una dintre aceste jumătăți. Ori de câte ori animalul a amenințat că va adormi, el a lăsat discul să se rotească și astfel a forțat șobolanul să alerge. Consecințele au fost fatale: animalul a slăbit. Temperatura corpului său a crescut. După două-trei săptămâni a venit moartea.
„Un dispozitiv diabolic”, comentează Siegel - dar valoros pentru cercetarea somnului. Pentru o vreme s-a considerat sigur că privarea de somn a fost fatală. Teza a fost acum infirmată, spune Siegel. Experimentele au fost repetate cu șoareci. Nimeni nu a murit. Cercetătorii au pus șobolani într-o bandă de alergat care a început să ruleze ori de câte ori animalele oboseau. Nici un șobolan nu a murit, spune Siegel. Experții au păstrat chiar păsările prin incintă pentru a le priva de somn. De săptămâni întregi. „Nimic”, spune Siegel, „nici măcar pierderea în greutate”.
Rezultatele măsurătorilor undelor cerebrale sunt în mod similar variabile. Cercetătorii diferențiază diferitele faze ale somnului, cum ar fi somnul profund, în care creierul se odihnește, ca să spunem așa, și produce impulsuri electrice cu unde lungi și așa-numitul somn REM („Mișcarea rapidă a ochilor”), care face ca globii oculari să se zvârcolească violent în spatele capacelor închise și să fie vii. Visele merg mână în mână.
Mulți biologi cred că somnul REM ajută la învățare și este important pentru dezvoltarea creierului. De fapt, aproape toate mamiferele nou-născute dorm mult; proporția somnului de vis este neobișnuit de mare pentru ei. Dar ce zici de bebelușul orca Kalia din California? Cum rămâne cu delfinii care, după decenii de cercetare intensivă asupra somnului delfinilor cu botul, încă nu au fost prinși visând? În schimb, animalele dorm doar cu jumătate din creier, dacă nu. În timp ce neuronii dintr-o jumătate a organului gânditor trag violent, cealaltă jumătate este oprită. La un moment dat partea inactivă se trezește, cealaltă începe să doarmă.
Sau păsările: fiziologul american Niels Rattenborg de la Max Planck Institute for Ornithology din Seewiesen, Bavaria, a observat acum câțiva ani că bursucii nord-americani pot trece și cu un somn foarte mic. Ținute în cuști, păsările au fost cuprinse de neliniște în timpul migrației. „Au sărit entuziasmați înainte și înapoi și pur și simplu au ratat două treimi din somn”, relatează cercetătorul.
Rattenborg încearcă acum să afle dacă păsările se descurcă fără somn în timpul mișcării sau dacă iau una sau două pui de somn în timpul zborului. Anul trecut, cercetătorul și echipa sa au plasat grauri de trandafir într-un tunel de vânt lung de 20 de metri. Apoi au pornit aparatul de vuiet. Păsările au trebuit să se îndepărteze cu forța vântului șase din față.
Au adormit animalele cu pene în timpul zborului de testare care a durat ore întregi? „Nu”, spune Rattenborg, „dar cu atât mai mult după aceea”. Acum cercetătorul vrea să verifice rezultatele la păsările fregate sălbatice. Ei poartă mici înregistratoare EEG pe cap. Dispozitivele sunt proiectate pentru a înregistra activitatea creierului în timpul zborului.
Avioanele excelente rămân în aer până la o săptămână pentru excursiile lor de pescuit în larg. Treci la pilot automat? Rattenborg crede că este posibil. La fel ca delfinii, păsările pot dormi cu jumătate de creier. Ochiul alocat emisferei trezite rămâne deschis. „O jumătate din creier se recuperează, cealaltă rămâne vigilentă”, spune cercetătorul. El a observat deja fenomenul curios la rații-năleți. Dacă dorm într-un grup, animalele care stau afară păstrează întotdeauna un ochi atent asupra lumii. Din când în când, rațele se întorc și continuă să doarmă de cealaltă parte.
Lista persoanelor cu somn extreme poate fi continuată. Aproape toate mamiferele marine stăpânesc puțin somn pe mare: morsele pot fi treji peste 80 de ore fără a fi nevoie să se recupereze. Balenele pot dormi maximum două ore pe zi, plutind vertical în apă. Sigiliile cu urechi, pe de altă parte, par a fi capabile să comute după diferite moduri de somn după bunul plac. În expedițiile lor de vânătoare în ocean, animalele aparent doarme cu jumătate din creier, ca delfinii, relatează biologul Oleg Lyamin de la Utrischki Dolphinarium din Moscova. Puteți face fără somn REM complet săptămâni întregi. Înapoi pe uscat, somnul profund și fazele de vis se alternează din nou.
Extremiștii dintre dormitori nu fac altceva decât altceva. Când se răcește în deșerturile din California și Arizona, de exemplu Hölchoko, „dormitorul”, dispare în nișele de stâncă sau sub cactuși. Temperatura corpului său scade apoi de la aproximativ 40 la doar 5 grade. Numai când insectele zboară primăvara, se ridică din nou în aer. Rândunică de noapte de iarnă este numele dormitorului constant, de abia 50 de grame, iar hibernarea este fenomenul. Este probabil cel mai radical mod de a pune corpul în standby. Frigul, lipsa de alimente sau lipsa apei determină oamenii să fugă în modul de economisire a energiei. Liliecii cu flori tropicale și colibri îngheață atunci când există o lipsă de flori care conțin nectar. Jumătățile de maimuță din Madagascar trec sezonul uscat, veverițele solide din California dorm în timpul verii strălucitoare.
Oprirea este secretul vieții pe cea mai mică flacără. „Metabolismul este în mare parte oprit”, spune Gerhard Heldmaier, zoofiziolog la Universitatea din Marburg. Un astfel de comportament ar putea economisi animalele mici cu până la 98% energie. Schimbarea creierului este deosebit de radicală - guzzlerul energetic prin excelență când este treaz. „Activitatea creierului nu mai este vizibilă pe EEG”, spune Heldmaier, o afecțiune care definește moartea creierului la om. Doar câteva zone ale trunchiului cerebral rămân active.
Natura a împins linia dintre viață și moarte aproape până la absurd. Extremistul dintre dormitoarele de iarnă este veverița de sol arctică. Când iarna se apropie în nordul Alaska, aceasta se înfășoară sub pământ și îngheață. Temperatura podelei scade la minus 18 grade Celsius. Dar animalul rezistă. La minus 2 grade își stabilizează temperatura corpului - fără ca sângele să înghețe. Biologii numesc această abilitate „supercooling”.
Mai e somn? Tocmai pentru că creierul este aproape complet oprit în timpul hibernării, mulți biologi nu consideră că fenomenele sunt comparabile. Dar Siegel vede paralele. Hibernarea goferilor, rigoarea înghițiturilor de noapte de iarnă, somnul pe jumătate al delfinilor sunt mai presus de toate adaptări la condițiile de viață ale animalelor.
„Factorii ecologici au o influență remarcabilă asupra tiparelor de somn ale animalelor”, confirmă neuropsihologul McNamara. Girafele sau elefanții dorm puțin pentru că au nevoie de mult timp pentru a se alimenta cu suficient furaj verde. Leii sau alți carnivori, pe de altă parte, nu trebuie să fie treji mult timp: își pot acoperi nevoile zilnice de hrană cu o singură vânătoare și apoi pot trece la modul de economisire a energiei. Păsările marine, pe de altă parte, care acoperă distanțe mari peste apă, nu pot să nu reducă somnul la minimum.
Sau liliacul mare și maro: în colonii de până la 700 de exemplare, animalul se așează în America de Nord și Centrală - și poate atârna enorm. Flutterul doarme până la 20 de ore pe zi. Devine activ doar seara și vânează insecte. "Liliacul poate vedea slab mai devreme în timpul zilei, nu este suficient să mănânce și este amenințat că va fi atacat de păsări", spune Siegel.
Siegel crede că somnul a evoluat deoarece vă permite să economisiți energie și să evitați pericolele în același timp. Și cercetătorul crede, de asemenea, că știe cum a apărut fenomenul. În urmă cu mai bine de zece ani, expediția sa l-a dus prin așternutul animalelor în peștera adormită a ornitorincului australian. Specimenul unic de ouă - un fel de himeră din rață și castor - se află chiar la rădăcinile mamiferelor. Lucrul uimitor: Ornithorhynchus anatinus își petrece până la 60% din timpul său de somn cu somnul REM. Fulgerul apoi pâlpâie prin mintea lui adormită. Ciocul său se mișcă ca într-o căutare visătoare de pradă. Cu toate acestea, creierul său se comportă diferit de cel al unui șobolan sau al unui om. În timp ce somnul REM este vizibil și în regiunile din față ale creierului prin emoții crescute, artificiile din capul ornitorincului sunt limitate la trunchiul creierului, cea mai veche parte a creierului.
„Somnul REM pare să-și aibă rădăcinile într-o funcție cerebrală primitivă vitală”, spune Siegel, tragând concluzii de anvergură. Este posibil ca somnul REM să fie originea somnului în primul rând? Cercetătorul vede un continuum. Somnul REM a apărut pentru prima dată în evoluție. Activitatea creierului seamănă cu aceea de a fi treaz. Doar mușchii sunt opriți. În faza ulterioară de somn profund, creierul se odihnește și el. În cele din urmă, în traverse de iarnă, organul care gândește este complet mothballed. Economisirea de energie este maximă. Așa s-ar fi putut dezvolta somnul.
Așadar, somnul este puțin mai mult decât o alternativă de economisire față de a fi treji, o stare pentru care animalele se străduiesc întotdeauna atunci când nu au nimic mai bun de făcut?
„Nu cred că somnul are o funcție fiziologică vitală", spune Siegel. „Animalele doarme pur și simplu când nu trebuie să fie treji". Dar cercetătorul este sigur de contradicție cu astfel de teze. O serie de publicații sugerează, cel puțin la oameni, că fără somn creierul suferă și se produc leziuni psihologice și neurologice severe.
Siegel acceptă aceste rezultate. Dar se îndoiește dacă acestea captează efectiv funcția de bază a somnului. Pentru că dacă somnul este atât de important pentru creier, cum se poate ca unele animale să pară că abia trec fără el?
„Balenele și delfinii se numără printre animalele cu creierul cel mai mare vreodată”, spune cercetătorul, „și cresc și probabil învață multe fără să doarmă vreodată corect”.
Bebelușii Orca precum Kalia de la SeaWorld Park din San Diego trebuie să rămână treji în primele săptămâni ale vieții: „Altfel vor îngheța până la moarte, își vor pierde mama sau vor deveni hrană pentru rechini”.
„Cumva aceste mamifere par să fi găsit o modalitate de a face față lipsei persistente de somn”, spune Siegel. Ca și când ar dovedi tezele sale, el conduce într-o cameră alăturată a institutului său. Acolo, creierul animalelor palide se formează în cilindri mari de sticlă. „Elefant, tigru, delfin, balenă beluga, focă” - Siegel pășește pe rafturi. „Ah, iată”, spune el, îmbrăcându-și mănuși de plastic și luând creierul impunător al unei balene ucigașe de pe unul dintre vase.
„Uită-te, spune cercetătorul,„ atât de mare - și animalul practic nu doarme niciodată! "