Ova ptica može da spava dok leti

San je veoma ranjivo stanje za većinu životinja. Mišići se opuštaju, vreme reakcije se usporava, a svest o okruženju je znatno smanjena. Naravno, za pticu koja mora da preleti otvoreni okean, bez mesta gde bi mogla da sleti, takav nivo ranjivosti može biti fatalan.

Ipak, ptica Fregata redovno provodi dane, pa čak i nedelje, prelazeći ogromne površine okeana, a da pritom nikada ne sleti ni na kopno ni na vodu. Dugo vremena, biologe je zanimalo kako ove ptice izbegavaju iscrpljenost.

Odgovor, otkriven direktnim snimanjem mozga, pokazuje se kao jedna od najekstremnijih adaptacija sna poznatih u životinjskom svetu. Fregate spavaju dok lete, i to tako što svoj mozak dele na dva dela.

Otkrivanje ptice koja spava u letu

Fregate su velike tropske morske ptice koje se mogu naći širom tropskih i suptropskih okeana sveta. Danas postoji pet vrsta:

• Magnificent frigatebird (Fregata magnificens)
• Ascension frigatebird
• Christmas frigatebird (Fregata andrewsi)
• Great frigatebird (Fregata minor)
• Lesser frigatebird (Fregata ariel)

Muške Fregate su lako prepoznatljive po svetlo crvenom grlenom „balonu“, kojeg naduvavaju tokom udvaranja. Sa rasponom krila do 2,3 metra i telima prilagođenim za letenje i krstarenje, Fregate spadaju među najviše aerodinamički specijalizovane ptice na svetu.

Međutim, za razliku od velike većine morskih ptica, Fregate ne mogu da slete na vodu. Njihovo perje nije dovoljno vodootporno, a noge su takođe neprilagođene plivanju ili poletanju sa površine mora. Zbog toga, čim se podignu u vazduh, moraju ostati u letu dok ponovo ne stignu do kopna.

Ipak, studije praćenja dosledno pokazuju da Fregate mogu ostati kontinuirano u letu i do 10 dana i prelete hiljade kilometara. Tokom ovih letova, zadržavaju dovoljno energije da traže hranu, navigiraju i izbegavaju predatore, a da se pritom nikada ne zaustave da odmore ili spavaju.

Spavanje u letu

Sa biološke tačke gledišta, ovo postavlja očigledno pitanje. San nije opcija. Ako bilo koju životinju lišite sna čak i na kratko vreme, gotovo je sigurno da će njena kognitivna i fiziološka funkcija opasti. Dakle, gde Fregata uspeva da spava kada ne može da sleti? I, što je još važnije, kako?

Ideja da ptice mogu spavati dok istovremeno lete bila je predmet skepticizma među ornitolozima. Iako je unihemisferični san zaista dokumentovan kod delfina i nekih ptica u stanju mirovanja, niko nikada nije mogao dokazati da ptica može zaista spavati tokom aktivnog leta.

To se promenilo studijom iz 2016. objavljenom u časopisu „Nature Communications“, u kojoj su neuronaučnici opremili divlje Fregate laganim elektroencefalogramima (EEG). Ovi uređaji omogućili su istraživačima da mere moždanu aktivnost ptica, pokrete glave i krila dok slobodno lete iznad okeana.

Rezultati su bili nedvosmisleni. Fregate ulaze u stvarna stanja sna tokom leta, uključujući i spori talasni san, najdublju non-REM fazu sna. Međutim, važna napomena je da to čine asimetrično. Jednostavno rečeno, to znači da samo jedna hemisfera mozga Fregate ulazi u spori talasni san u datom trenutku dok leti, druga hemisfera ostaje budna i oprezna.

Ipak, retko spavaju

Ovaj fenomen je poznat kao unihemisferični spori talasni san i omogućava ptici da zadrži osnovnu motornu kontrolu i svest o okolini, dok istovremeno dobija restaurativne benefite sna. Još zapanjujuće, tokom leta ptice prebacuju san između hemisfera. To omogućava svakom delu mozga da se odmori, čime se sprečava dugoročno lišenje sna sa bilo koje strane.

Ako biste zatekli Fregatu kako spava u letu, videli biste da joj je otvoreno samo jedno oko. Otvoreno oko odgovara budnoj hemisferi, što omogućava vizuelni nadzor okoline, zatvoreno oko odgovara strani koja spava. Ovaj sistem podeljenog mozga omogućava ptici da nastavi da krstari, prilagođava položaj krila i reaguje na vazdušne struje, čak i dok je delimično u snu.

Ipak, uprkos ovoj izvanrednoj sposobnosti, Fregate zapravo retko spavaju dok lete. U proseku, spavale su manje od jednog sata dnevno tokom dugih letova, u poređenju sa više od 12 sati dnevno dok odmaraju na kopnu. Ovo ističe važnu poentu. Spavanje tokom leta nije zamena za normalan san, već kompromis preživljavanja koji se koristi samo kada je apsolutno neophodno.

U većini slučajeva, Fregate će izabrati da tolerišu značajno kratkotrajno lišenje sna dok su u vazduhu, a zatim se oporave kada se vrate na kopno. Ova fleksibilnost pokazuje kako se potrebe za snom mogu prilagoditi pod jakim ekološkim pritiskom. Međutim, san ne mora biti potpuno eliminisan.

Šta nas ova ptica može naučiti o snu

Kako dalje objašnjavaju istraživanja iz 2016. godine, objavljena u časopisima Nature i Science of Sleep, jednohemisferični san rešava veoma specifičan evolutivni problem. Za ove ptice posebno, nije izvodljivo da budu potpuno uspavane tokom leta – ali, u isto vreme, ni funkcionalnost bez sna na neodređeno vreme nije moguća.

U tom smislu, deljenje mozga omogućava delimičan odmor bez potrebe za potpunim isključivanjem. Nije iznenađujuće što bi prirodna selekcija favorizovala ovakvo rešenje, jer obično favorizuje bilo koji mehanizam koji omogućava životinji da preživi dovoljno dugo da se razmnoži, čak i ako to dolazi nauštrb efikasnosti ili udobnosti.

Kao što studija u Nature i Science of Sleep primećuje, slične strategije viđaju se kod delfina koji moraju da izranjaju da bi udahnuli. Ovakvo ponašanje pokazuju i neke ptice koje spavaju s jednim otvorenim okom kako bi pazile na predatore. Fregate jednostavno predstavljaju jednu veoma ekstremnu krajnost ovog spektra.

Neurobiolozi koji proučavaju ove ptice posebno su zainteresovani za to kako mozak izbegava kognitivne deficite koji se obično javljaju usled nedostatka sna. Razumevanje ovih mehanizama moglo bi baciti svetlo na to zašto je san uopšte neophodan, kao i koji su njegovi najkritičniji elementi.

Međutim, važno je ne preuveličavati poređenje sa ljudima. Fregate ne „hakuju“ san na način koji bi ljudi ikada mogli da imitiraju. Njihovi mozgovi su se razvili specifično za ovaj način života, a ipak, dugotrajni nedostatak sna i dalje nosi svoje troškove.

Fregate ne prkose biologiji, već je samo ilustruju. Njihova sposobnost da spavaju dok lete nastala je jer je evolucija pronašla uzak zaobilazni put u okviru neizbežnog ograničenja. Pola mozga odjednom, po nekoliko minuta ovde i tamo, precizno usklađeno sa najsigurnijim momentima u letu.

Skot Trevers, saradnik Forbes