Mořští savci nemohou jen tak zavřít oči a strávit noc na dně. Potřebují se čas od času dostat na povrch, aby získali vzduch. Delfíni a velryby jsou savci, a proto nemohou pod vodou dýchat. Nasávají vzduch na povrchu a poté se na určitou dobu ponoří do vody. Delfíni používají k nasávání kyslíku orgán zvaný foukací dírka (obdoba lidského nosu) a velryby otvor na hlavě, kterým nasávají vzduch do průdušnice a následně si jím plní plíce. Nemohou také plavat na hladině vody a zdřímnout, protože to je vystavuje predátorům a způsobuje jim ztrátu tepla.
Jak spát, když jsi delfín
Jedním z řešení je vypnout vždy jednu polovinu mozku. Říká se tomu unihemisférický spánek, který umožňuje mořským savcům, jako jsou delfíni, odpočívat na otevřeném moři. Unihemisférický spánek je pro tato zvířata velmi cenný, protože jim umožňuje udržovat nízkou úroveň aktivity tím, že spí s polovinou mozku najednou a využívají méně kyslíku.
Delfíni jsou nejstudovanějším mořským savcem schopným tohoto stylu spánku. Skenování mozku delfínů chovaných v zajetí ukazuje, že zatímco jedna hemisféra je v pomalém hlubokém spánku, druhá hemisféra je vzhůru, což umožňuje zvířatům doslova spát s jedním okem otevřeným. Tento styl spánku je běžný u kytovců, skupiny savců, která zahrnuje delfíny, velryby a sviňuchy.
Není to však pro ně jedinečné. Je známo že mnoho druhů ptáků využívá unihemisférický spánek, což jim často umožňuje podřimovat během letu. Ale ptáci a delfíni používají tuto techniku spánku a spánku pro různé účely. Například v hejnu ptáků mnoho z těch, kteří jsou mimo skupinu, hledí odvrácené od otevřeného hejna, aby sledovali predátory. Delfíni však dělají opak: během spánku mají tendenci mít jedno oko otevřené, čelem ke zbytku lusku, aby se neoddělili.
Ne všichni kytovci jsou schopni unihemisférického spánku. Někteří lidé úplně usnou, stejně jako lidé a většina ostatních savců.
Změřit mozkovou aktivitu živočichů na volném moři, které nemohou chytit, je pro vědce velmi obtížné. Například vorvaň, modrý velryba nebo keporkak. V tomto případě zůstávají záznamy chování jediným indikátorem chování při spánku. V takových případech mohou vědci zvířatům připevnit štítky, aby mohli sledovat jejich chování.
Studie z roku 2008 vedená Millerem použila speciální přísavky připevněné k vorvaňům, aby je viděla spát na otevřeném oceánu po krátkou dobu. Ukázalo se, že velryby provádějí mělké ponory pod hladinu, zaujímají vertikální polohu, zpomalují rychlost plavání až téměř úplně a pomalu stoupají vzhůru. Jejich pohyb nahoru je pravděpodobně způsoben olejem lehčím než voda, který se nachází v jejich hlavách.
Během spánku jsou těsně pod hladinou oceánu vidět celé lusky velryb s nosem nahoru. Během této doby zvířata zcela nereagují, což naznačuje, že jsou ve formě hlubokého spánku. Nicméně, zvířata mohou pod vodou odpočívat jen asi 20 minutpředtím, než potřebují znovu vystoupit na povrch, aby se prodýchaly. Po nadechnutí se velryba ponoří zpět pod hladinu, aby si odpočinula a může v tomto chování pokračovat hodiny před 3,5.
Jak velryby spí: video
Tuleni sloní (Mirounga angustirostris) jsou také bisexuální zimní spánek a podobně krátce zdřímnou. Studie z roku 2023, kterou vedla Jessica Kendall-Bahr, doktorandka na Scripps Institution of Oceanography, divize Kalifornské univerzity v San Diegu, byla první, která sledovala mozkovou aktivitu spícího savce na moři. Kendall-Bahr a její kolegové zjistili, že se tuleni ponoří do hloubky asi 300 metrů, v tu chvíli se jejich mozek zpomalí a vstoupí do REM spánku. V REM spánku se tuleni obracejí vzhůru nohama a pomalu se točí v kruzích, zatímco pokračují ve spánku.
Tuleni, kteří spali v oceánu, byli 100 % času v REM spánku vzhůru nohama, což naznačuje, že stejně jako my ochrnuli během REM spánku.
– vysvětlila Kendall-Bar ve své pracovně.
Pravděpodobně kvůli riziku setkání s predátorem omezují tuleni sloní svou celkovou dobu spánku na moři na dvě hodiny za noc, čímž konkurují rekordu v nejmenším spánku ze všech savců, které v současnosti drží africký slon (asi 2 hodiny za noc).
Všechny živé bytosti s dostatečně vyvinutým mozkem potřebují spánek. Během nočního (a u nočních zvířat i denního) odpočinku se mozek zotavuje a systematizuje informace nashromážděné za předchozí den. Během spánku se zpomalí dýchání, smysly se zpomalí nebo úplně vypnou a tělo se zcela uvolní.
Během spánku zůstávají téměř všichni savci zcela nehybní. To se ale děje na souši, kde si každý živý tvor může v noci najít relativně bezpečné místo na spaní. Jak tedy delfíni spí v moři? Nemohou totiž ve vodě dlouho dýchat, aniž by vyplavaly na hladinu.
Jak delfíni dýchají?
Dýchací proces u delfínů je organizován zcela jinak než u lidí a jiných suchozemských savců. Aby se nadechli, potřebují mávat prsními ploutvemi, které jsou u těchto zvířat pozůstatky horních (předních) končetin. V první fázi jde delfínův ramenní pás nahoru a nese s sebou hlavu. Když delfín dosáhne hladiny vody, jeho hlava se zvedne nad hladinu vody, otevře se na ní dýchací ventil a zvíře nasává vzduch.
Dále ploutve klesají, ramenní pletenec klesá a táhne s sebou hlavu. Dýchací ventil se uzavře a zadrží část vzduchu v dýchacím systému. Tento přísun kyslíku umožňuje delfínovi zůstat pod vodou 10-15 minut, aniž by vystoupil na hladinu. Ale po této době se musíte znovu nadechnout.
Jak dýchat při spánku?
Dýchací proces delfínů je poměrně složitý, takže je nemožné jej automaticky udržovat v ospalém stavu. Biologové dlouho nemohli pochopit, jak delfíni spí, protože se pravidelně potřebují vynořovat, aby se mohli znovu nadechnout. Předpoklady, že vystupují na povrch ke spánku, pozorování nepotvrdily.
Po dlouhou dobu byly populární verze, že delfíni nepotřebují spát vůbec, nebo že si vyvinuli schopnost spát na krátkou dobu s přestávkami na vynoření. Někteří vědci věřili, že delfíni si zachovávají schopnost vynořit se během spánku, jako náměsíční lidé, kteří mohou chodit, mluvit a provádět jiné poměrně složité činnosti, aniž by se probudili.
Delfíni navíc nemohou zůstat bez pohybu po dlouhou dobu, protože voda rychle odebírá teplo generované svaly při plavání. Pokud se zvíře přestane hýbat, během krátké doby nenávratně prochladne. Jeho průtok krve se katastrofálně zpomalí a delfín už nebude schopen obnovit pohyb.
U velkých savců není fyzická aktivita během spánku nutná. Mnohatunové tělo pokryté silnou vrstvou tuku nestihne za pár hodin vychladnout, a tak velryby a kosatky spí nehybně. Kytovci a malí delfíni si takový luxus nemohou dovolit.
Delfíni ještě spí
Tajemství delfíního spánku odhalili sovětští vědci v polovině 70. let dvacátého století. Jak se ukázalo, tato neobvyklá zvířata opravdu spí, ale jen napůl. Když jedna hemisféra mozku spí, druhá zůstává aktivní a kontroluje dýchání. Elektroencefalogramy odebrané delfínům v různých denních dobách nám pomohly to pochopit. Na křivce je to velmi jasně vidět: aktivní signály zaznamenané z jedné hemisféry sousedí s pomalými vlnami charakteristickými pro spánek na druhé. Ke spánku se mořští savci zvedají blízko hladiny vody a pravidelně se vynořují, aby se nadechli vzduchu.
Během spánku se delfíni chovají stejně jako v bdělém stavu – plavou, loví ryby a ovládají okolní prostor. Ale vědci s jistotou zjistili: nemají sny. U lidí a zvířat se spánek skládá ze dvou fází – pomalé, kdy je mozek zcela vypnutý, a rychlé, při které pracují určité části mozku a výsledky jejich činnosti vnímáme jako sny. Dlouhodobá pozorování neodhalila u delfínů známky rychlé fáze.
Je velmi obtížné určit, zda delfín spí v době, kdy se na něj díváte, bez patřičných zkušeností s komunikací s těmito zvířaty. Chcete-li to zjistit, musíte se blíže podívat do jejich očí: obvykle má spící delfín jedno oko zavřené. Spánek trvá 6-7 hodin, poté se zvíře probudí a otevře obě oči. Zajímavé je, že novorozený delfín do zhruba měsíce věku vůbec nespí a nedovolí spát své matce, která je nucena své mládě hlídat.
