Птахи можуть засинати, годинами залишаючись в повітрі. Дослідження провела міжнародна група вчених під керівництвом дослідників із інституту орнітології Товариства Макса Планка (Німеччина). Вони дали відповідь на запитання, яке десятки років не давало спокою дослідникам.

Птахи дійсно можуть засинати в повітрі — це доказали вчені, провівши саме незвичайне дослідження. Вони слідкували за розпорядком дня птахів, що годинами знаходяться в повітрі.

Ні для кого не секрет, що такі птахи як стрижі, бекасові, багато співочих та морських птахів можуть здійснювати перельоти, тривалість яких вимірюється днями, тижнями чи місяцями. Знаючи до яких негативних наслідків призводить відсутність сну у тварин, вчені давно передбачали, що птахи повинні якимось чином спати в польоті. Але недавні дослідження показали, що деякі птахи можуть тижнями літати практично без сну, зводячи його до мінімуму. І це ще додало більше неясності у поставлене запитання, на рахунок сну у повітрі.

Головною проблемою для відповіді на це запитання, була відсутність досліджень мозку птахів під час польотів. Саме такі дослідження змогли б дати відповідь на це давнє запитання. Ми часто запитуємо себе — «Як птах може спати в повітрі не стикаючись із іншими птахами чи перешкодами та не падати вниз?»  Одна із версій передбачає, що птахи сплять по черзі лівою, а потім правою півкулею мозку. Є роботи, що показують, що саме так сплять крижні, якщо на суші є небезпека. В цих птахів, якщо вони знаходяться на краю стаї, завжди активна одна півкуля мозку, а відповідне їй око завжди направлене у бік можливої небезпеки. Для того аби зафіксувати сон потрібно виміряти електричну активність мозку, а для цього потрібно розмістити на голові птахів спеціальний пристрій.  

Для того щоб вирішити поставлене завдання для вчених потрібно було виявити моменти коли птах не спить, а коли знаходиться в одному із двох типів сну: повільному (Slow Wave Sleep, SWS) чи швидкому (Rapid Eye Movement, REM). Для цього Нільс Раттенборг, автор роботи, спільно з Олексієм Висоцьким з Університету Цюріха розробили мініатюрний прилад, який вміє знімати енцефалограму мозку птахів та фіксувати рухи голови під час польоту.

Під експеримент попав великий фрегат — птах, що гніздиться на Галапагоських островах. Особливістю біології цих птахів є довгий час літання над океаном у пошуках риби. На це вони можуть витрачати по декілька тижнів. Птахи для яких прикріпили пристрої відлітали на пошуки їжі до 10 днів і пролітали за цей час відстань до 3 тисяч кілометрів. Увесь цей час пристрій записував енцефалограму мозку птахів, рухи голови, маршрут та висоту польоту за допомогою GPS пристрою. Як тільки птахи прилітали, із них відразу ж знімали пристрої та починали довгий процес аналізу записаних даних. «Як і багато інших тварин на Галапагосах, фрегати були досить спокійні і продовжували спати, коли я наближався до них вдруге», - розповів співавтор роботи Брайсон Воірін.

Ілюстрація: nature.com

Аналіз показав, що птахи дійсно сплять у польоті. І сплять так як передбачали вчені, а також і незвичним способом. Удень птахи не сплять, а займаються пошуком їжі. Після заходу сонця звичайна енцефалограма переходила у режим повільного сну і птах ширяв у повітрі декілька хвилин. Вчені помітили, що у цей час можуть відключатися як обидві так і одна півкуля мозку.  

А звідси і висновок: птахам не потрібно, щоб одна півкуля мозку залишалася активною аби здійснювати контроль за аеродинамікою свого польоту.

Проте інше відкриття було зроблене при співставленні рухів голови із енцефалограмами півкуль головного мозку. Якщо птах ширяє колами у вихідних потоках повітря, то активна півкуля мозку, що відповідає за те око, яке дивиться у сторону повороту, тим часом як інше око спить. З цього можна зробити висновок, що птах відслідковує куди летить. «Фрегати можуть наглядати за птахами, щоб уникнути зіткнення, подібно до того, як качки відстежують хижаків», - пояснив Раттенборг.

Ілюстрація: nature.com

Крім того, періоди повільного сну можуть перериватися короткими, буквально у декілька секунд фазами швидкого сну — встановили вчені. На відміну від ссавців у яких швидкий сон продовжується довго та супроводжується розслабленням м’язів, у птахів він вмикається лише на декілька секунд. На відміну від тварин, птахи у цій фазі сну хоч і опускають на трішки голову, проте можуть продовжувати стояти на одній нозі.

Фрегати, аналогічно, в момент швидкого сну на мить кивають головою але їх політ залишається незмінним.
Напевне самим головним відкриттям вчених являється загальна тривалість сну: вияснилося, що протягом доби птах дозволяє заснути собі лише на 42 хвилини. А коли вони повертаються у гніздо, то можуть дозволити поспати собі і половину дня. «Чому вони так мало сплять вночі, якщо полюють мало, залишається загадкою», - вважає Раттенборг. У майбутньому вчені хочуть пояснити як птахам вдається так мало спати. І чому люди та інші тварини так сильно страждають від недосипання, у той час як деякі птахи прекрасно адаптуються. Поки що ці запитання залишаються загадкою. Робота вчених опублікована у журналі Nature Communications.