Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

У птиц сон состоит из «периодов закрытия глаз, прерываемых короткими периодами открытия глаз». [ Эта цитата требует цитирования ] В течение коротких периодов времени, когда открываются глаза, электроэнцефалографические (ЭЭГ) исследования показывают, что птицы все еще спят; уровень напряжения в мозгу идентичен. [1] Птицы восстанавливают свой порог возбуждения во время сна. Во время коротких периодов времени с открытыми глазами спящие птицы могут почти мгновенно мобилизоваться, когда им угрожает хищник. Было обнаружено, что виды птиц полагаются на размер и высоту стаи для защиты от хищников. [1] Между сном и групповым сном эти меры предосторожности делают сон полезным и безопасным.

Количество сна, необходимое для функционирования, может варьироваться в зависимости от вида. Грудные кулики мигрируют из Южного полушария к Полярному кругу, месту их спаривания (где они размножаются в дневное время. Поскольку кулики полигамны, они спариваются (или ищут себе пару) в течение всего дня. Самцам не требуется столько сна в это время; некоторые, как было замечено, отказываются от 95 процентов своего времени сна в течение девятнадцати брачных дней. [2] Большинство из них действуют аналогично людям, когда недосыпают, попадая в потенциально опасные для жизни ситуации или замедляя скорость их миграции. [3]

Сравнительная анатомия головного мозга и нервной системы птиц [ править ]

Типичная нервная система птиц похожа на нервную систему млекопитающих. Центральная нервная система включает головной и спинной мозг, а периферическая нервная система состоит из нервов и органов чувств. Ключевые атрибуты эволюционировали по сравнению с другими видами, особенно зрение; Зрительные способности птиц считаются более развитыми, чем у любой другой группы позвоночных. Помимо больших глаз, у птиц зрительные доли больше среднего . Имея более крупную и сложную оптическую долю, некоторые виды птиц могут видеть ультрафиолетовый (УФ) спектр (за пределами видимого диапазона человеческого глаза). Эта способность УФ-визуализации облегчает охоту, как у ночных ястребов . УФ-чувствительный конус опсинобычно отвечает за способность птиц видеть ультрафиолетовое излучение, но некоторые виды обходят это стороной; совы могут видеть ультрафиолетовый свет, но не имеют опсинов. Они компенсируют это необходимыми ферментами, которые повышают чувствительность стержней. [4] Ультрафиолетовое излучение наблюдается у нескольких других групп животных, включая кошек и насекомых (где оно, по-видимому, эволюционировало в ответ на отношения хищник-жертва).

Компромиссы в анатомии и физиологии являются обычным явлением, и это наблюдается в обонятельных долях большинства видов птиц. Возможно, из-за того, что зрительные доли больше среднего, обонятельные доли птиц относительно малы; немногие виды птиц используют запах для поиска пищи. У соколов и орлов мозжечок не большой для полета. По словам исследователя сравнительной нейроанатомии Людвига Эдингера , мозг птиц состоит в основном из базальных ганглиев (отвечающих за инстинктивное поведение, а не за поведенческую пластичность). Ученые подвергли сомнению некоторые выводы Эдингера и призвали переименовать органы нервной системы птиц, чтобы отразить их сходство с таковыми у млекопитающих.

REM и медленный сон [ править ]

Птичий сон имеет два сходства с сном млекопитающих: быстрое движение глаз (REM) и медленноволновый сон (SWS). Считается, что быстрый сон оказывает важное влияние на двигательные функции и память. ЭЭГ показывают волны высокой амплитуды и низкой частоты во время быстрого сна; SWS имеет тенденцию к более низкой амплитуде и более высокочастотным волнам и считается формой глубокого сна. Во время SWS мембранные потенциалы в нейронах неокортекса медленно колеблются.

Некоторые виды птиц демонстрируют однополушарный медленноволновый сон : способность давать отдых одной половине мозга в режиме SWS, в то время как другая половина кажется бодрствующей. Этот тип сна также наблюдался у дельфинов и китов. Организм обычно способен держать один глаз открытым во время этого процесса, что позволяет повысить бдительность в условиях высокой хищничества. [5] Эволюция этого признака у птиц и водных млекопитающих представляет интерес для исследователей из-за связанных с этим факторов давления. Считается, что Unihemispheric SWS возник у водных млекопитающих, потому что они должны возвращаться на поверхность за кислородом; считается, что он помогает птицам избежать хищничества, демонстрируя гомоплазию в двух группах.

Голубь эксперимент [ править ]

В исследовании того, как размер стаи влияет на режим сна берберийского голубя , Д. В. Лендрам намеревался доказать, что большие стаи снижают общую бдительность, а очевидное увеличение риска нападения хищников меньшего стаи может повредить циклу сна голубей. [2] В начале исследования голубей содержали в клетках поодиночке или в парах клеток по два, три или шесть человек. Затем они были помещены в одну из двух сред. В спокойной обстановке Лендрам в одиночестве прошел мимо клетки с 10 утра до полудня; В агрессивной среде Лендрам прошел мимо клетки с домашним хорьком в одно и то же время дня. Лендрам обнаружил, что птицы в спокойной среде проводят значительно больше времени с закрытыми глазами, чем птицы в агрессивной среде. [2]

Лендрам собрал данные о сне голубей с открытыми и закрытыми глазами; Флокирование ассоциировалось с увеличением общего времени закрытия глаз птицей и уменьшением количества открываемых ею глаз. [2] В присутствии хищника Лендрам обнаружил, что голуби проявляли более высокий уровень индивидуальной бдительности и увеличивали сон с открытыми глазами; это уменьшило компонент активного сна в их общем времени сна. [2]

Высота окуня [ править ]

Считается, что хищники играют большую роль в режиме сна организма. Чтобы адаптироваться к хищничеству, были разработаны две общие техники: защищать себя от опасности во время сна и более легкий сон (например, однополушарный сон). Считается, что у птиц высота окуня играет важную роль во сне; Было показано, что меньшая высота насеста снижает количество и продолжительность эпизодов быстрого сна у голубей, а более высокая высота насеста увеличивает фазу быстрого сна и уменьшает медленноволновый сон. [6] Результаты также предполагают, что время, проведенное голубями в бодрствовании, увеличивается, когда они гнездятся на более низких окунях. Меньшая высота окуня коррелирует с более высоким риском нападения хищников; Быстрый сон подвергает голубя большей опасности, поскольку это менее реактивная форма сна. [6]

Световое загрязнение [ править ]

Свет является одной из наиболее распространенных угроз для достаточного сна птиц, живущих в антропогенной среде, известной как «искусственное световое загрязнение в ночное время» (ALAN). АЛАН устраняет тьму, необходимость для отдыха. Нарушение светового и темного циклов птиц может повлиять на циркадные ритмы , в конечном итоге нарушив режим сна. Биолог Томас Раап провел исследование, которое показало, что воздействие ALAN влияет на поведение во сне евразийских голубых синиц ( Cyanistes caeruleus ). [7]В этом исследовании птицы просыпались раньше из-за факторов ALAN, таких как сезонный учет времени. Поскольку свет обычно указывает птицам прохождение дня, воздействие светового загрязнения нарушает их способность измерять продолжительность дня. Вне густонаселенных районов продолжительность сна самок синей синицы в период гнездования обычно сокращается примерно на пять процентов. Исследователи обнаружили 50-процентное сокращение продолжительности сна у женщин в этот период в городских центрах и предположили, что за это ответственны эффекты ALAN. [7]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Леску, Дж. и Раттенборг, Н. (2014). «Птичий сон» . Текущая биология . 24 (1): R12 – R14.
  2. ^ a b c d e Lendrem, DW (3 июня 2006 г.). «Сон и бдительность у птиц, II. Экспериментальное исследование берберийского голубя ( Streptopelia risoria )» .
  3. ^ Jiang, Y .; Chai, Y .; Ян, Ф .; Xu, S .; Basner, M .; Detre, JA; Динджес, Д. Ф. и Рао, Х. (2018). «Влияние депривации сна и восстановления сна на организацию сети человеческого мозга». Спать . 41 (дополнение): A85 – A86.
  4. ^ Rattenborg, N. (2006). «Эволюция медленноволнового сна и паллиопалиальной связи у млекопитающих и птиц: гипотеза» . Бюллетень исследований мозга . 69 (1): 20–29.
  5. ^ Rattenborg, Niels C .; Лима, Стивен Л. и Амланер, Чарльз Дж. (1999). «Факультативный контроль однополушарного сна птиц под угрозой нападения хищников». Поведенческие исследования мозга . 105 (2): 163-172. DOI : 10.1016 / S0166-4328 (99) 00070-4
  6. ^ a b Тисдейл, РК; Lesku, JA; Beckers, GJL; Высоцкий, А.Л., Раттенборг, Северная Каролина (1 октября 2018 г.). «Низкий уровень сна: голуби переходят на более легкие формы сна, когда спят у земли» .
  7. ^ a b Раап, Т .; Sun, J .; Пинкстен, Р. и Энс, М. (2017). «Разрушающие эффекты светового загрязнения на сон у свободноживущих птиц: сезон и / или в зависимости от интенсивности света?». Поведенческие процессы : 144. doi : 10.1016 / j.beproc.2017.08.011