Морские млекопитающие не могут просто закрыть глаза и провести ночь, опустившись на дно. Им нужно время от времени выныривать на поверхность, чтобы набрать воздуха. Дельфины и киты являются млекопитающими, а потому дышать под водой не могут. Они набирают воздух на поверхности, а затем на определенное время погружаются в воду. Дельфины для забора кислорода используют орган, который называется дыхалом (аналог человеческого носа), а киты – отверстие на голове, через который они втягивают воздух в трахею и впоследствии заполняют им легкие. Они также не могут плавать на поверхности воды и дремать, потому что это подвергает их опасности хищников и приводит к потере тепла.

Интересно Этой весной в США ожидают нашествие триллиона цикад – сразу два поколения проснутся одновременно

Как поспать, когда ты дельфин

Одно из решений – выключать поочередно одну половину мозга. Это так называемый однополушарный сон, который позволяет морским млекопитающим, таким как дельфины, отдохнуть в открытом море. Однополушарный сон очень ценен для этих животных, поскольку позволяет им поддерживать низкий уровень активности, спя половиной мозга за один раз и расходуя при этом меньше кислорода.

Дельфины являются наиболее изученными морскими млекопитающими, способными к такому стилю сна. Сканирование мозга дельфинов в неволе показывает, что пока одно полушарие находится в медленном, глубоком сне, другое полушарие бодрствует, что позволяет животным буквально спать с одним открытым глазом. Такой стиль сна распространен среди китообразных – группы млекопитающих, к которой относятся дельфины, киты и морские свиньи.

Однако он не является уникальным для них. Известно,, что многие виды птиц используют однополушарный сон, что часто позволяет им дремать во время полёта. Но птицы и дельфины используют такую технику полусонного сна для разных целей. Например, в стае птиц многие из тех, кто находится снаружи группы, держит глаз, обращенный в сторону от стаи, открытым, чтобы следить за хищниками. Но дельфины делают наоборот: во время сна они, как правило, держат открытым глаз, обращенный к остальной стае, чтобы не разделиться.

Ученым очень трудно измерить активность мозга животных в открытом море, которых они не могут поймать. Например, кашалота, синего кита или горбатого кита. В таком случае, записи поведения остаются единственным показателем поведения во время сна. В таких случаях исследователи могут прикреплять к животным метки, чтобы следить за их поведением.

В исследовании 2008 года под руководством Миллера использовали специальные метки на присосках, прикрепленные к кашалотам, чтобы увидеть, как они спят в открытом океане в течение коротких промежутков времени. Оказалось, что киты делают неглубокие погружения под поверхность, принимают вертикальное положение, замедляют скорость плавания до почти полной остановки и медленно поднимаются вверх. Их движение вверх, вероятно, связано с более легким, чем вода, маслом, находящимся в их головах.

Во время сна целые стаи китов можно увидеть носом вверх, чуть ниже поверхности океана. В это время животные совершенно не реагируют, что свидетельствует о том, что они находятся в форме глубокого сна. Однако, животные могут отдыхать под водой лишь около 20 минут, прежде чем им нужно будет снова подняться на поверхность, чтобы подышать воздухом. Отдышавшись, кит снова погружается под поверхность, чтобы отдохнуть, и может продолжать такое поведение до 3,5 часов.

Как спят киты: видео

Северные слоновые тюлени (Mirounga angustirostris) также являются двуполыми спящими и дремлют похожими короткими подходами. Исследование 2023 года под руководством Джессики Кендалл-Бар, докторантки Института океанографии Скриппса, отделения Калифорнийского университета в Сан-Диего, впервые позволило отследить активность мозга спящего млекопитающего в море. Кендалл-Бар и ее коллеги обнаружили, что тюлени погружаются на глубину около 300 метров, и в этот момент их мозг замедляется и переходит в фазу быстрого сна. Находясь в фазе быстрого сна, тюлени переворачиваются вверх ногами и медленно кружатся по кругу, продолжая спать.

Тюлени, которые спали в океане, были перевернуты вверх ногами 100% времени быстрого сна, что свидетельствует о том, что так же, как и мы, они становятся парализованными во время быстрого сна,
– объяснила в своем исследовании Кендалл-Бар.

Вероятно, из-за риска наткнуться на хищника, слоновые тюлени ограничивают свое общее время сна в море до двух часов в сутки, конкурируя с рекордом наименьшего сна среди всех млекопитающих, который сейчас принадлежит африканскому слону (около 2 часов в сутки).