А. Лельевр - Эврика-86
Естественно, возникает вопрос: а как же спят другие водные млекопитающие, в первую очередь ластоногие? На Утришской станции были поставлены опыты с каспийскими тюленями. И оказалось, что тюлени спят всего лишь около трех часов в сутки. И могут спать в разнообразных условиях и позах: на помосте под водой, на поверхности воды, в толще воды и лежа на дне бассейна. Иными словами, далее выяснилось, что сон тюленей — это типичный сон млекопитающего с хорошо выраженными фазами медленного и парадоксального сна, четкой цикличностью — медленный сон всегда строго симметрично и одновременно протекает в обоих полушариях. Если тюлень спит на помосте или на поверхности воды, но так, что его ноздри находятся на воздухе, то он может и не просыпаться для каждого дыхательного акта. Если же ноздри погружены в воду, то животное просыпается для каждого акта, при необходимости всплывает и выставляет ноздри наружу. В этих случаях тюлень отсыпается урывками во время дыхательных пауз. Таким образом, тюлени демонстрируют другой, менее радикальный вариант приспособления ко сну в воде. Это и не удивительно, если вспомнить, что эволюция ластоногих насчитывает всего 10
пионов лет — раз в пять меньше, чем китообразных. Интересно, что информация от чувствительных нервных окончаний в области ноздрей у тюленя, видимо, продолжает обрабатываться и в глубоком медленном, и в парадоксальном сне: именно это заставляет животное прерывать сон и всплывать для выдоха-вдоха, если ноздри находятся в воде.
Недавно в рамках сотрудничества между Академией наук СССР и Академией наук Кубы академиком В. Соколовым и Л. Мухаметовым была предпринята первая попытка изучения сна американского ламантина (морской коровы). Первые опыты показали, что сон ламантина, видимо, подобен сну каспийского тюленя.
А вот исследование сн^ северного морского котика, проведенное в последнее время на Утришской морской станции Л. Мухаметовым, О. Ляминым и И. Поляковой, преподнесло сюрприз — был обнаружен еще один тип сна.
Котики много времени проводили в неподвижности с закрытыми глазами, однако в основном это было спокойное бодрствование — сон занимал лишь немногим более трети суток. Наряду с обычным для всех млекопитающих двухполушарным медленным сном часть времени сна занимали периоды резко выраженной межполушарной асимметрии, которые, однако, в некоторых деталях существенно отличались от однополушарного сна дельфинов.
Если котик спал на помосте над водой, то периоды асимметричного медленного сна занимали половину времени всего сна, контрастность между полушариями была выражена относительно слабо. Парадоксальный сон, всегда двухполушарный, занимал 20 процентов времени всего сна, как у большинства других млекопитающих, * "°^ числе у человека. Однако если °^^йн доверху заполняли водой, так что животные были вынуждены спать "^ "лаву, то характер сна резко
ся: количество асимметричного медленного сна значительно возрастало, контрастность между полушариями усиливалась, парадоксальный сон подавлялся.
Таким образом, сон морского котика представляет собой третью, как бы промежуточную форму приспособления сна к водному образу жизни. Если котик спит на суше, то его сон напоминает сон наземных млекопитающих, а если в воде — то похож на сон дельфинов, так как котики, подобно дельфинам, обладают регулярным дыханием. Иными словами, котики, которые могут демонстрировать все формы сна — двухполушарный глубокий медленный сон, однополушарный медленный сон и парадоксальный сон, представляют собой уникальную модель для проверки различных теорий нервной и химической регуляции сна.
* * *
Работы по изучению сна морских млекопитающих на Утришской станции продолжаются. Предстоит изучить сон у ряда других представителей этой обширной группы животных, применить некоторые новые методики. Большой интерес представляет изучение сна у детенышей дельфинов и тюленей. Дело в том, что структура сна в раннем возрасте резко отлична от сна взрослого организма — большую часть его занимает так называемый активированный сон, который считается аналогом парадоксального сна взрослых. Наиболее интригующим является вопрос, сохраняются ли остатки этой формы сна у детенышей дельфинов. Ведь у взрослых дельфинов, как указывалось выше, никаких признаков парадоксального сна выявить не удается. Будущие исследования ответят на этот вопрос.
Работы по изучению сна дельфинов и других морских млекопитающих — это не только изучение экзотических животных. Такие исследования представляют значительный общетеоретический и даже практический интерес
186
187
с нескольких точек зрения. Во-первых, как уже говорилось, однополушарный медленный сон дельфинов и котиков — уникальная модель для изучения действия существующих и будущих снотворных лекарств, а также для проверки различных гипотез относительно биохимической регуляции сна. Во-вторых, отсутствие парадоксального сна у взрослых дельфинов — пробный камень для различных теорий назначения парадоксального сна, одного из самых захватывающих вопросов современной физиологии. В-третьих, само существование однополушарного медленного сна во время движения у азовок несовместимо с теориями "сна как отдыха тела" и указывает на то, что сон нужен именно для мозга, причем для каждого из его полушарий (вспомним опыты с лишением сна). Есть и еще один весьма важный аспект, на котором стоило бы остановиться подробнее. Речь идет о взаимосвязи между сном и дыханием, или о регуляции дыхания во сне.
Известно, что во сне, в особенности в глубоком медленном сне, снижается чувствительность дыхательного центра мозга к накоплению углекислоты в крови. Регуляция дыхания ослабляется. Сильно утрируя, можно сказать, что в глубоком медленном сне дыхание "висит на волоске". Крупнейший исследователь сна американский ученый Вильям Демент сказал недавно, что существует вероятность умереть во сне для человека, который кажется, а может быть, и является вполне здоровым. Разумеется, что рассуждение теоретическое, на самом деле пугаться нечего: вероятность такого рода ничтожно мала. Однако она действительно существует, о чем говорит недавно описанное заболевание, название которого можно перевести примерно как "восточный синдром ночного удушья". Это чрезвычайно редкие случаи внезапной смерти во сне здоровых молодых мужчин азиатского происхождения. Предполагается, что в основе
го грозного синдрома лежит какое-то генетическое нарушение, ослабляющее регуляцию дыхания и сердца во сне.
Кроме этого, существует еще одно, к сожалению, чаще встречающееся заболевание, называемое синдромом внезапной смерти младенцев. При этом происходит внезапное прекращение дыхания и остановка сердца во сне у детей на третьем месяце после рождения. Причиной этого предполагаются также какие-то скрытые дефекты регуляции дыхания и работы сердца во сне. Показано, кроме того, что риск внезапно умереть во сне от остановки дыхания и сердца резко возрастает после приема алкоголя, особенно хронического, при передозировке барбитуратов и некоторых других лекарств, при гипоксии в условиях высокогорья и т. д. Изучение физиологии сна морских млекопитающих, представляющее, казалось бы, чисто академический интерес, дает уникальную модель для фармакологических и экспериментальных исследований взаимосвязи между дыханием и сном и, безусловно, окажет большую услугу медицине будущего.
КИТЫ-НЕ САМОУБИЙЦЫ
Почему киты выбрасываются на бе-^ per? Биологи давно ищут ответ на этот^ вопрос. Из всех морских животныхи только у китообразных наблюдается подобное явление. Согласно одной из гипотез у китов проявляется стадное чувство. За вожаком на берег устремляется все стадо. А почему сам вожак решил выброситься? Неясно. К тому же наблюдались случаи, когда большое стадо дробилось на группы, которые
сами по себе выбрасывались на сушу. Другое любопытное предположение связано с тем, что животных поражали неизвестные смертельные заболевания или психические расстройства. Не дожидаясь рокового исхода, они кончали жизнь самоубийством. Но недавние исследования опровергли эти предположения. Обследовав большое количество мертвых китов, ученые установили, что чаще всего причиной смерти служил разрыв сердца, нарушения кровообращения или функции почек. Судя по всему, животные попадают в стрессовое состояние при внезапном изменении направлений морских течений или оказавшись в других непривычных условиях. Ослабев, они уже не могут справиться с прибоем. И он выбрасывает их на берег.
ПИНГВИНЫ-РЕКОРДСМЕНЫ
Пингвины проводят значительную часть времени в море. А как долго они могут находиться, под водой? С какой скоростью 'Хплавают? Ответы на эти вопросы пытались найти полярникифизиологи. Двести пятьдесят раз ученые спускались с аквалангом в холодные глубины, чтобы зарегистрировать максимальное пребывание пингвинов "од водой. Оно оказалось равным 18 минутам и превысило рекорд всех остальных морских птиц и некоторых млекопитающих. Зарегистрирована и ^^^мальная глубина погружения: на пленке сняты пингвины, которые спокойно делают круги у морского дна "а глубине 266 метров. Эти факты вынуждают ученых вновь взяться за изучение систем дыхания и регулирования кровяного давления пингвинов.
