علم نوظهور «خوابِ شدید»
خواب یکی از نیازهای اساسی همه موجودات دارای مغز است وحتی برخی موجودات بیمغز نیز نوعی خواب را تجربه میکنند؛انسانها،پرندگان،نهنگها وحتی عروس هایدریایینیز میخوابند. گرچه پذیرش این نکته، میتواند برای ما عجیب باشد و با اینکه ایستادن یا خوابیدن در برابر شکارچیان میتواندبسیارخطرناک باشد امانیازبه استراحت عصبی و مغزی،چنان قدرتمند است که هیچ موجودی نمیتواند خواب راکاملا نادیده بگیرد،حتی وقتی شرایط محیطی بهشدت نامناسب است.
امروزه دانشمندان با کمک تجهیزات میکرو مانند ردیابهای مغزی و دستگاههای اندازهگیری امواج مغز، توانستهاند برای اولینبار از نزدیک مشاهده کنند که چگونه حیوانات در محیطهای خطرناک و دشوار به خواب میروند؛ چیزی که پیشتر تنها از روی حدس و مشاهده رفتار بیرونی ممکن بود. این حوزه پژوهش که بهعنوان «خوابِ شدید» شناخته میشود، نشان میدهد که خواب میتواند بهطرز قابلتوجهی با نیازهای محیطی و بقا سازگار شود.
پنگوئنها و «خوابهای خرد» در قطب جنوب
یکی از مثالهای برجسته از این نوع خواب در طبیعت، مربوط به «پنگوئنهای چناسترپ» در قطب جنوب است. این گونه پنگوئن که برای کل عمر با یک جفت همکاری میکند، مسئولیتهای والدینی خود را با تغییر مداوم برعهده میگیرد: یکی از والدین از تخم یا جوجه محافظت میکند و دیگری برای تغذیه خانواده به آب میرود. پنگوئنها برای اینکه هم به جوجهها توجه داشته باشند و هم استراحت کنند، از نوعی خواب بسیار خرد و کوتاه استفاده میکنند که دانشمندان آن را «میکرواسلیپ» مینامند؛ چرتهای بسیار کوتاه، بهطور متوسط حدود چهار ثانیه. این پنگوئنها در طول روز هزاران بار چنین چرتهای کوتاهی میزنند و وقتی این میکروچرتها را جمع کنیم، مجموعا حدود ۱۱ ساعت خواب در شبانهروز برایشان ثبت میشود، حتی در میان جمعیتهای شلوغ و همهمهدار قطب. اگر پنگوئن مراقب جوجهمشاهده، با شنیدن صدای خطر یا مشاهده حرکت همسایگان شود، بهسرعت هشیار شود و پس از لحظهای توجه، باز هم به همان سبک خرد به خواب بازمیگردد. این توانایی پنگوئنها برای ترکیب هوشیاری و خواب پراکنده در دوران والدگری، نمونهای از تطابق شگفتانگیز تکاملی است که به آنها کمک میکند بدون از دست دادن بقا، نیاز به خواب را برآورده کنند.
خواب یک نیمه مغزی در پرواز
طبیعتنگاران و مشاهدهگران پرندگان سالها سؤالشان این بود که آیا پرندگانی که ماهها در آسمان میمانند، میتوانند در طول پرواز نیز بخوابند یا خیر؟ پاسخ مثبت است؛ چراکه آنها این کار را به شیوهای بسیار خارقالعاده انجام میدهند. پرندگان «فریگِیت بزرگ» که در جزایر گالاپاگوس لانه میکنند، میتوانند هنگام پرواز با نیمهای از مغزشان بخوابند. این بدان معناست که یک نیمکره مغز در حالت خواب است، در حالیکه نیمه دیگر همچنان هوشیار باقی میماند و از طریق یک چشم، مراقب موانع و مسیر پرواز است. این نوع خواب تکنیمهای به آنها اجازه میدهد برای بیش از ۴۰ روز متوالی در هوا بمانند بدون اینکه روی آب یا زمین فرود بیایند. البته این نوع خواب فقط در زمانی که پرندگان در حالت سرگردانی در هوا هستند ممکن است. وقتی آنها به لانههایشان در درختان بازمیگردند، فریگیتها میتوانند با تمام مغز و در دورههای طولانیتر بخوابند. این نشان میدهد که خواب در حال پرواز واقعا یک سازوکار تخصصی تکاملی است که برای خاصیت پرواز طولانیمدت تکامل یافته است. مطالعات نشان داده که پرندگانی مانند دلافینها نیز میتوانند با یک نیمهمغز هوشیار بخوابند و برخی دیگر، مانند آلباتروسها و سویفتها، نیز توانایی خوابیدن در هوا را دارند.
فوکهای فیل شمالی؛ خواب در زیر امواج
زندگی برای فوکهای شمالی در خشکی آسان به نظر میرسد اما خوابیدن در دریا، میتواند خطرناک باشد؛ زیرا کوسهها و نهنگهای قاتل میتوانند آنها را شکار کنند. این پستانداران بزرگ دریایی معمولا ماهها برای خوردن غذا در دریا میمانند و بارها به اعماق چندصد فوتی برای صید غذا شیرجه میزنند.جسیکا کندال و تیمش با استفاده از کلاه ضدآب مجهز به سنسورهای امواج مغزی دریافتند که این فوکها معمولا در عمیقترین بخش شیرجهها میخوابند؛ یعنی زمانی که شکارچیان کمتر حضور دارند. این نوع خواب شامل هر دو مرحله خواب آهسته و خواب عمیق است. در حین خواب عمیق، بدن آنها موقتا فلج میشود و گاهی در عمق آب بهصورت چرخشی یا مارپیچی حرکت میکنند که بهعنوان «چرخههای خواب» توصیف شده است. درهر ۲۴ساعت، این فوکها در دریا معادل حدود دوساعت خواب انجاممیدهند،درحالیکه هنگامیکه روی ساحل هستند،بهطورمتوسط۱۰ساعت میخوابند.این تفاوت چشمگیر در زمان خواب، نشان میدهد که آنها برای بقا در محیط خطرناک دریا، تکامل یافتهاند تا حتی در موقعیتهای دشوار نیز زمانهای کوتاه استراحت را بهدقت انتخاب کنند.
چرا حیوانات به چنین روشهای عجیبی نیاز دارند؟
خواب در حالت کلی برای فرآیندهای بازسازی مغز، پردازش اطلاعات و بازیابی انرژی ضروری است اما این نیاز ذاتی با خطرات واقعی همراه است. هنگامیکه حیوانات به خواب میروند، در برابر هجمه شکارچیان آسیبپذیر میشوند. با این حال، هیچ موجودی (حتی در شرایط خطرناکترین محیطها) نمیتواند نیاز به خواب را نادیده بگیرد. طی سالها، دانشمندان برای درک زمان و نحوه خواب حیوانات در طبیعت، مجبور بودند تنها رفتارهای بیرونی را مشاهده کنند (مثلا زمانی که حیوان دراز میکشد یا چشمهایش را میبندد) اما فناوریهای نوین مانند ردیابهای کوچک مغزی و کلاهکهای اندازهگیری موج مغز، امکان مشاهده مستقیم فعالیت خواب حیوانات را در محیط طبیعیشان فراهم کرده است.پژوهشگران معتقدند خواب میتواند بسیار انعطافپذیر و سازگار با نیازهای محیطی باشد، ازجمله بهصورت چرتهای بسیار کوتاه، خواب نیمهمغزی یا خواب عمیق در شرایط ایمنتر.
انعطافپذیری خواب در طبیعت
تحقیقات جدید در زمینه خواب حیوانات نهفقط نشان میدهدکه خواب فراتر ازیک رفتارساده است،بلکه بهطورعمیق با نحوه بقا، رفتارهای اجتماعی، پرواز طولانی و محیطزیست گونههای مختلف مرتبط است. همانطور که دانشمندان بیشتر درباره این عادات عجیب معتقدند، خواب یکی از انعطافپذیرترین و سازگارترین فرآیندهای بیولوژیک است که طبیعت توانسته در گونههای مختلف شکل دهد؛ حتی در مواقعی که خطرناکترین شرایط را تجربه میکنند.
پنگوئنها و «خوابهای خرد» در قطب جنوب
یکی از مثالهای برجسته از این نوع خواب در طبیعت، مربوط به «پنگوئنهای چناسترپ» در قطب جنوب است. این گونه پنگوئن که برای کل عمر با یک جفت همکاری میکند، مسئولیتهای والدینی خود را با تغییر مداوم برعهده میگیرد: یکی از والدین از تخم یا جوجه محافظت میکند و دیگری برای تغذیه خانواده به آب میرود. پنگوئنها برای اینکه هم به جوجهها توجه داشته باشند و هم استراحت کنند، از نوعی خواب بسیار خرد و کوتاه استفاده میکنند که دانشمندان آن را «میکرواسلیپ» مینامند؛ چرتهای بسیار کوتاه، بهطور متوسط حدود چهار ثانیه. این پنگوئنها در طول روز هزاران بار چنین چرتهای کوتاهی میزنند و وقتی این میکروچرتها را جمع کنیم، مجموعا حدود ۱۱ ساعت خواب در شبانهروز برایشان ثبت میشود، حتی در میان جمعیتهای شلوغ و همهمهدار قطب. اگر پنگوئن مراقب جوجهمشاهده، با شنیدن صدای خطر یا مشاهده حرکت همسایگان شود، بهسرعت هشیار شود و پس از لحظهای توجه، باز هم به همان سبک خرد به خواب بازمیگردد. این توانایی پنگوئنها برای ترکیب هوشیاری و خواب پراکنده در دوران والدگری، نمونهای از تطابق شگفتانگیز تکاملی است که به آنها کمک میکند بدون از دست دادن بقا، نیاز به خواب را برآورده کنند.
خواب یک نیمه مغزی در پرواز
طبیعتنگاران و مشاهدهگران پرندگان سالها سؤالشان این بود که آیا پرندگانی که ماهها در آسمان میمانند، میتوانند در طول پرواز نیز بخوابند یا خیر؟ پاسخ مثبت است؛ چراکه آنها این کار را به شیوهای بسیار خارقالعاده انجام میدهند. پرندگان «فریگِیت بزرگ» که در جزایر گالاپاگوس لانه میکنند، میتوانند هنگام پرواز با نیمهای از مغزشان بخوابند. این بدان معناست که یک نیمکره مغز در حالت خواب است، در حالیکه نیمه دیگر همچنان هوشیار باقی میماند و از طریق یک چشم، مراقب موانع و مسیر پرواز است. این نوع خواب تکنیمهای به آنها اجازه میدهد برای بیش از ۴۰ روز متوالی در هوا بمانند بدون اینکه روی آب یا زمین فرود بیایند. البته این نوع خواب فقط در زمانی که پرندگان در حالت سرگردانی در هوا هستند ممکن است. وقتی آنها به لانههایشان در درختان بازمیگردند، فریگیتها میتوانند با تمام مغز و در دورههای طولانیتر بخوابند. این نشان میدهد که خواب در حال پرواز واقعا یک سازوکار تخصصی تکاملی است که برای خاصیت پرواز طولانیمدت تکامل یافته است. مطالعات نشان داده که پرندگانی مانند دلافینها نیز میتوانند با یک نیمهمغز هوشیار بخوابند و برخی دیگر، مانند آلباتروسها و سویفتها، نیز توانایی خوابیدن در هوا را دارند.
فوکهای فیل شمالی؛ خواب در زیر امواج
زندگی برای فوکهای شمالی در خشکی آسان به نظر میرسد اما خوابیدن در دریا، میتواند خطرناک باشد؛ زیرا کوسهها و نهنگهای قاتل میتوانند آنها را شکار کنند. این پستانداران بزرگ دریایی معمولا ماهها برای خوردن غذا در دریا میمانند و بارها به اعماق چندصد فوتی برای صید غذا شیرجه میزنند.جسیکا کندال و تیمش با استفاده از کلاه ضدآب مجهز به سنسورهای امواج مغزی دریافتند که این فوکها معمولا در عمیقترین بخش شیرجهها میخوابند؛ یعنی زمانی که شکارچیان کمتر حضور دارند. این نوع خواب شامل هر دو مرحله خواب آهسته و خواب عمیق است. در حین خواب عمیق، بدن آنها موقتا فلج میشود و گاهی در عمق آب بهصورت چرخشی یا مارپیچی حرکت میکنند که بهعنوان «چرخههای خواب» توصیف شده است. درهر ۲۴ساعت، این فوکها در دریا معادل حدود دوساعت خواب انجاممیدهند،درحالیکه هنگامیکه روی ساحل هستند،بهطورمتوسط۱۰ساعت میخوابند.این تفاوت چشمگیر در زمان خواب، نشان میدهد که آنها برای بقا در محیط خطرناک دریا، تکامل یافتهاند تا حتی در موقعیتهای دشوار نیز زمانهای کوتاه استراحت را بهدقت انتخاب کنند.
چرا حیوانات به چنین روشهای عجیبی نیاز دارند؟
خواب در حالت کلی برای فرآیندهای بازسازی مغز، پردازش اطلاعات و بازیابی انرژی ضروری است اما این نیاز ذاتی با خطرات واقعی همراه است. هنگامیکه حیوانات به خواب میروند، در برابر هجمه شکارچیان آسیبپذیر میشوند. با این حال، هیچ موجودی (حتی در شرایط خطرناکترین محیطها) نمیتواند نیاز به خواب را نادیده بگیرد. طی سالها، دانشمندان برای درک زمان و نحوه خواب حیوانات در طبیعت، مجبور بودند تنها رفتارهای بیرونی را مشاهده کنند (مثلا زمانی که حیوان دراز میکشد یا چشمهایش را میبندد) اما فناوریهای نوین مانند ردیابهای کوچک مغزی و کلاهکهای اندازهگیری موج مغز، امکان مشاهده مستقیم فعالیت خواب حیوانات را در محیط طبیعیشان فراهم کرده است.پژوهشگران معتقدند خواب میتواند بسیار انعطافپذیر و سازگار با نیازهای محیطی باشد، ازجمله بهصورت چرتهای بسیار کوتاه، خواب نیمهمغزی یا خواب عمیق در شرایط ایمنتر.
انعطافپذیری خواب در طبیعت
تحقیقات جدید در زمینه خواب حیوانات نهفقط نشان میدهدکه خواب فراتر ازیک رفتارساده است،بلکه بهطورعمیق با نحوه بقا، رفتارهای اجتماعی، پرواز طولانی و محیطزیست گونههای مختلف مرتبط است. همانطور که دانشمندان بیشتر درباره این عادات عجیب معتقدند، خواب یکی از انعطافپذیرترین و سازگارترین فرآیندهای بیولوژیک است که طبیعت توانسته در گونههای مختلف شکل دهد؛ حتی در مواقعی که خطرناکترین شرایط را تجربه میکنند.
تازه ها
پیشنهاد سردبیر
در یادداشتی اختصاصی برای جام جم آنلاین مطرح شد
جنبش مردمی سوریه
در یادداشتی اختصاصی برای جام جم آنلاین مطرح شد
زمان دیپلماسی برای حمایت از مقاومت
گفت و گو
اصغر شرفی در گفتوگو با جام جم آنلاین:
دیگر در فوتبال کاری ندارم / با کوتولهها یکی نمیشوم
تینا چهارسوقی امین در گفتوگو با جام جم آنلاین: