Repülés közbeni félagyi alvástól a négy másodperces szundikig, amelyekkel túlélhető a szülői lét: ezek az állatok rafinált módokat fejlesztettek ki a pihenésre.
Minden aggyal rendelkező állatnak szüksége van alvásra, és még néhány agy nélküli is alszik. Az emberek alszanak, a madarak alszanak, a bálnák alszanak, sőt a medúzák is alszanak.
Az alvás egyetemes, „annak ellenére, hogy valójában nagyon kockázatos”, mondja Paul-Antoine Libourel, a franciaországi Lyon Idegtudományi Kutatóközpontjának kutatója.
Amikor az állatok elszundítanak, a legsebezhetőbbek a lopakodó ragadozókkal szemben. A kockázatok ellenére azonban az alvás iránti szükséglet olyan erős, hogy egyetlen élőlény sem hagyhatja ki teljesen, még akkor sem, ha ez rendkívül kényelmetlen.
Azok az állatok, amelyek szélsőséges körülmények és élőhelyek között tájékozódnak, evolúciósan úgy alkalmazkodtak, hogy szélsőséges módon aludjanak: például másodperceket lopnak a megállás nélküli szülői feladatok közben, szundikálnak repülés közben a hosszú vonulások alatt, sőt úszás közben is elszunyókálnak.
Sokáig a tudósok csak hozzávetőleg tudták megállapítani, mikor alszanak a vadon élő állatok, megfigyelve, mikor fekszenek mozdulatlanul és csukják be a szemüket. Az utóbbi években azonban az apró nyomkövetők és az agyhullámokat mérő sisakok (az emberi alváslaborokban használt berendezések miniatürizált változatai) először tették lehetővé a kutatóknak, hogy bepillantást nyerjenek abba, mennyire változatos és néha egészen látványos módon szunyókálnak a vadon élő állatok.
„Azt látjuk, hogy az alvás nagyon rugalmas az ökológiai igényekhez igazodva”, mondja Niels Rattenborg, az állati alvást kutató szakember a németországi Max Planck Biológiai Intelligencia Intézetből.
Nevezzük ezt az „extrém alvás” feltörekvő tudományának.
Állszíjas pingvinek és „mikroalvásaik”
Vegyük például az Antarktiszon élő állszíjas pingvineket, amelyeket Libourel vizsgál.
Ezek a pingvinek életre szóló párkapcsolatban élnek, és megosztják a szülői feladatokat: az egyik madár őrzi a tojást vagy a kicsi, szürke, pelyhes fiókát, hogy melegen és biztonságban tartsa, amíg a másik elúszik, hogy élelmet fogjon a családnak. Aztán szerepet cserélnek, és hetekig fenntartják ezt a megállás nélküli munkát.
A pingvinszülők közös kihívással szembesülnek: elegendő alváshoz jutni úgy, hogy közben szorosan felügyelik a fiókáikat.
Úgy boldogulnak, hogy naponta több ezer rövid szundítást ejtenek meg, mindegyik átlagosan mindössze négy másodpercig tart.
Ezek a rövid „mikroalvások”, ahogyan Won Young Lee, a Koreai Sarki Kutatóintézet biológusa nevezi őket, elegendőnek tűnnek ahhoz, hogy a pingvinszülők zsúfolt, zajos kolóniáikban hetekig elláthassák gondozói feladataikat.
Amikor egy ügyetlen szomszéd elbotorkál mellette, vagy ragadozó tengeri madarak vannak a közelben, a pingvinszülő pislogva jelzi éberségét, majd hamarosan ismét elszundít; az álla a mellkasához bólint, mint egy álmos autóvezetőé.
A szundik összeadódnak. Minden egyes pingvin naponta összesen 11 órát alszik, derítették ki a tudósok, amikor 11 napon át mérték 14 felnőtt egyed agyi aktivitását az Antarktisz King George-szigetén.
Hogy többnyire éberek maradjanak, és közben elegendő szundit is be tudjanak csempészni, a pingvinek irigylésre méltó képességet fejlesztettek ki: rendkívül töredezett alváson is képesek működni, legalábbis a költési időszakban.
A kutatók ma már látják, mikor alszik az agy egyik vagy mindkét féltekéje.
Repülés közben a frigatmadarak fél agyukkal alszanak
Költők, tengerészek és madármegfigyelők régóta töprengenek azon, hogy a hónapokig megszakítás nélkül repülő madarak kapnak-e egyáltalán némi alvást a levegőben.
Bizonyos esetekben a válasz igen, ezt akkor fedezték fel a tudósok, amikor agyhullámokat mérő eszközöket rögzítettek a nagy tengeri madarak, a nagy frigatmadarak fejére, amelyek a Galápagos-szigeteken fészkelnek.
Repülés közben a frigatmadarak egyszerre csak az agyuk egyik felével alszanak. A másik féltekéjük félig éber marad, így az egyik szemük folyamatosan figyeli az útjukba kerülő akadályokat.
Ez teszi lehetővé, hogy a madarak heteken át vitorlázzanak anélkül, hogy földet vagy vizet érintenének, utóbbi ugyanis roncsolná finom, nem víztaszító tollazatukat.
A frigatmadarak nem tudnak bonyolult manővereket, például csapkodást, táplálékkeresést vagy merülést végrehajtani úgy, hogy csak az agyuk egyik fele aktív. Amikor zsákmányért merülnek, teljesen ébren kell lenniük. Repülés közben viszont úgy alkalmazkodtak, hogy akkor aludnak, amikor siklanak, illetve amikor körözve emelkednek a hatalmas, meleg, felszálló légáramlatokon, amelyek minimális erőfeszítéssel a levegőben tartják őket.
A fészekben, fákon vagy bokrokban a frigatmadarak megváltoztatják a pihenési rutinjukat: nagyobb eséllyel alszanak egyszerre az egész agyukkal, és jóval hosszabb etapokban. Ez arra utal, hogy a repülés közbeni alvásuk kifejezetten a hosszan tartó repüléshez való alkalmazkodás, mondja Rattenborg.
Néhány más állatnak is vannak hasonló alvási trükkjei. A delfinek úszás közben egyszerre csak az agyuk egyik felével tudnak aludni. A tudósok szerint más madarak, köztük a sarlósfecskék és az albatroszok, szintén képesek repülés közben aludni.
Más kutatók megállapították, hogy a frigatmadarak napi 410 kilométert is megtesznek több mint 40 napon át, mielőtt földet érnek, ami olyan teljesítmény, amely nem lenne lehetséges anélkül, hogy a levegőben is tudnának aludni.
Az elefántfókák mélyre merülve is aludnak
A szárazföldön könnyű az élet egy 2200 kilogrammos északi elefántfóka számára. A tengeren azonban az alvás veszélyes: lesben állnak a fókákra vadászó cápák és kardszárnyú delfinek.
Ezek a fókák akár nyolc hónapig tartó, hosszú táplálékszerző utakra indulnak, és ismétlődően több száz méter mélységbe merülnek, hogy halakat, tintahalakat, rájákat és más tengeri falatokat fogjanak.
Egy-egy mély merülés nagyjából 30 percig tarthat. És ennek az időnek mintegy egyharmadában a fókák alhatnak, derült ki Jessica Kendall-Bar, a Scripps Oceanográfiai Intézet munkatársa által vezetett kutatásból.
Kendall-Bar csapata egy úszósapkához hasonló neoprén fejfedőt tervezett, amely mozgásérzékelő és az agyi aktivitást rögzítő eszközöket tartalmazott a merülések idejére, majd a fókák visszatérésekor begyűjtötték a rögzített adatokkal teli sapkákat Észak-Kalifornia partjain.
A vizsgált 13 nőstény fóka általában merülései legmélyebb szakaszaiban aludt, amikor azokon a mélységeken voltak, amelyeket a ragadozók rendszerint nem járnak.
Az alvásuk lassú hullámú és REM fázisokból állt. A REM, azaz a gyors szemmozgásos alvás során a fókák átmenetileg megbénultak, akárcsak az emberek ezen a mélyalvási szakaszon, és megváltozott a merülési mozgásuk. A kontrollált, lefelé tartó siklás helyett olykor fejre álltak és pörögtek; ezt nevezték a kutatók „alvásspirálnak” a REM fázis alatt.
A tengeren 24 órán belül összesen körülbelül két órát aludtak a fókák. A parton viszont átlagosan nagyjából 10 órát.
Az alvás tekervényes evolúciója
A tudósok még mindig vizsgálják, miért alszunk, és azt is, valójában mennyire van rá szükségünk.
Aligha próbálhatja ki bármelyik fáradt ember ezeket az extrém állati alvási trükköket. Az azonban, hogy egyre többet tudunk arról, milyen sokféle lehet a szundikálás a vadonban, jól mutatja egyes fajok alkalmazkodóképességét. A természet úgy fejlődött, hogy a pihenés a legveszélyesebb helyzetekben is lehetséges legyen.