✅Акулы днем спят для экономии энергии

 

Акула дремлет

Эти древние хрящевые рыб научились извлекать выгоду из некоторого состояния покоя, похожего на сон или дремоту. Биологи в Австралии и Новой Зеландии думают, что они начали понимать, почему. Их эксперименты предполагают, что акулы спят, чтобы сэкономить энергию между приемами пищи. Открытие может привести к более четкой модели того, как сон развивался и развивался среди позвоночных животных.

Существует множество доказательств сна у позвоночных животных, поэтому вполне вероятно, что акулы тоже дремлют. Однако до недавнего времени единственными доказательствами были анекдотические сообщения аквалангистов о дремлющих акулах, говорит Майкл Келли ( биолог из Университета Ла-Троб). Келли и его коллеги провели последние несколько лет, проверяя эти отчеты с помощью формальных научных исследований, пытаясь выяснить, действительно ли акулы спят, и если да, то какая от этого польза.

Их последние исследования сосредоточены на шашечной акуле (Cephaloscyllium isabellum), метровом виде, найденном в прибрежных водах вокруг Новой Зеландии. Акула draughtsboard, названная так из—за отметин, похожих на шахматную доску на ее коже, ведет ночной образ жизни, и исследователи подозревают, что она спит днем. Команда уже продемонстрировала, что акулы в лабораторных аквариумах периодически проявляют поведенческие признаки сна в течение дня, двигаясь значительно меньше и медленнее реагируя на мягкие электрические удары, доставляемые через воду. Затем исследователи хотели посмотреть, были ли у акул, которые, казалось, спали, более медленный метаболизм, отличительный признак сна у многих животных.

Исследователи разместили семь акул индивидуально в герметичных аквариумах, оснащенных кислородными датчиками. Затем, в течение 24-часового периода, они контролировали физическую активность каждой акулы, а также регистрировали уровень кислорода в аквариумной воде, чтобы оценить, как быстро животное использовало газ для своего метаболизма.

Неудивительно, что акулы усваивали кислород быстрее всего во время активного плавания. Скорость упала, когда они перестали плавать, и она упала еще больше во время поведенческих признаков сна, которые исследователи определили как неподвижность в течение как минимум 5 минут с телом, удерживаемым в почти горизонтальном положении. В среднем скорость поглощения кислорода, когда акулы, казалось, спали, составляла одну треть от активной акулыи половину от отдыхающей акулы, сообщают исследователи сегодня в Biology Letters.

Эти исследовательские данные закрывают вопрос о сне у акул, говорит Келли. “Поведенческие доказательства сна могут вводить в заблуждение и оспариваться”, - говорит он, но физиологические доказательства труднее отклонить. Кроме того, исследование также намекает на причину, по которой акулы спят: чтобы сохранить энергию во время отдыха.

Келли говорит, что подтверждение экономии энергии будет значительным, потому что акулы сидят на одной из самых низких ветвей эволюционного дерева позвоночных. По мере того, как позвоночные животные эволюционировали и диверсифицировались в группы, включая рептилий, млекопитающих и птиц, говорит он, функции и цели сна, вероятно, также эволюционировали и диверсифицировались. Акулы могут предоставить модель того, как выглядел сон у некоторых из самых ранних позвоночных, что приведет к лучшему пониманию этого процесса эволюции сна.

Спящая акула

Амита Сехгал, невролог из Института хронобиологии и сна Пенсильванского университета, убеждена, что акулы спят. Новое исследование помогает закрепить место акул в более широком контексте спящих животных. “Сон теперь обнаружен у многих организмов, включая беспозвоночных—плодовых мух, червей, медуз и гидр”, - говорит она.

Но Sehgal считает, что доказательства не сильны, что акулы спят исключительно для экономии энергии. Даже у акул, говорит она, “сон сложен и может служить многим функциям”.

Но не все согласны с этим. Джером Сигел из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Центр исследований сна, утверждает, что все животные, которые спят, делают это в первую очередь для экономии энергии. В последние годы многие исследователи утверждали, что сложные циклы сна млекопитающих, которые включают глубокий сон и быстрый сон с движением глаз, важны для консолидации памяти и удаления токсинов из мозга. Но Сигел считает, что доказательства этих дополнительных функций слабы.

Более глубокое понимание сна акул придет только с изучением мозговой активности хищников, утверждает Патрик Макнамара, нейробиолог из Медицинской школы Бостонского университета, который говорит, что новое исследование по-прежнему “чрезвычайно ценно для науки о сне”. В частности, Макнамара хотел бы знать, полностью ли акулы отключаются или нет.держите одну половину своего мозга начеку, как и большинство морских млекопитающих.

Келли говорит, что его команда проводит такие эксперименты, хотя он признает, что работа будет нелегкой. Исследование 2019 года с данио намекает на возможности: используя методы флуоресцентной визуализации для отслеживания мозговой активности, исследователи определили по крайней мере две различные фазы сна у рыб. Но эти эксперименты были облегчены тем фактом, что данио, в отличие от акул, живут в пресной воде. “Логистика записи мозговой активности у акул довольно сложна, поскольку электричество и соленая вода создают сложные условия для научных экспериментов”, - говорит Келли.