دانشمندان برای اولین بار خواب پرندگان در حین پرواز را مشاهده کردند

دانشمندان موفق شدند که خوابیدن پرندگان در حین پرواز را مشاهده کنند، این موضوعی بود که به آن مشکوک بودند ولی تا به حال نتوانسته بودند آن‌ را ثابت کنند. اگر چه این مسئله‌ای بود که محققان تا به حال به آن فکر کرده بودند اما تحقیقات جدید نشان داد روش خواب پرندگان در هنگام پرواز، بسیار عجیب‌تر از چیزی است که تصور می‌کردند.

این کشف به سوال چگونگی پرواز‌های طولانی پرندگان در روز‌ها و هفته‌ها، بدون لحظه‌ای پایین آمدن و نشستن بر زمین، پاسخ داد. چیزی که جامعه زیست‌شناسی را برای ده‌ها سال با سوال روبرو کرده بود؛ آیا پرندگان در طول کوچ خود بیدار می‌مانند یا این‌که در هر بار فقط به یک نیم‌کره از مغز خود استراحت می‌دهند، کاری که اردک بر روی زمین و برای مصون ماندن از شکار انجام می‌دهد.

تحقیقات اخیر هم کشف‌هایی قابل انتظار و هم غیر‌منتظره به همراه داشت. با اندازه گرفتن میزان فعالیتِ مغز مرغابیان دریایی که به پرواز‌های چند هفته‌ای و طولانی خود برای یافتن ماهی معروف هستند، همان‌طور که انتظار می‌رفت، محققان دریافتند که پرندگان می‌توانند در حین پرواز هر بار یک نیم‌کره از مغز خود را به حالت غیر‌فعال درآورند.

اما چیزی که جالب است این بود که پرندگان می‌توانستند هم‌زمان به هر دو نیم‌کره‌ی مغز خود استراحت دهند. دانشمندان انتظار نداشتند پرندگان قادر باشند در حال پرواز در بالای آسمان این کار را انجام دهند. برای پی‌بردن به چگونگی انجام این کار،  یک تیم از موسسه  پرنده‌شناسی مکس پلانک در آلمان، یک دستگاه کوچک نوار مغز ساخت که قادر به اندازه‌گیری فعالیت‌های مغزی پرندگان و تغییرات آن بود.

این دستگاه که ضبط‌ کننده اطلاعات پرواز نام داشت، قادر به تشخیص امواج مربوط به خواب عمیق و خوابی که در آن که چشم حرکات سریع دارد (REM)، بود. این تیم دستگاه را به ۱۵ مرغابی دریاییِ بالغ متصل کردند.

آن‌ها فعالیت‌های مغزی این پرندگان در هنگام پرواز را در طول ۱۰ روز و مسافتی بیش از ۳۰۰۰ کیلومتر ضبط کردند. یک دستگاه جی‌پی‌اس هم موقعیت و ارتفاع پرندگان را مشخص می‌کرد. پس از این‌که پرندگان بر روی زمین فرود آمدند و زمانی برای تجدید قوا داشتند، محققان دستگاه‌های ضبط‌کننده اطلاعات پرواز را از آن‌ها جدا کردند تا به تجزیه و تحلیل اطلاعات ضبط شده بپردازند. محققان از نتایج به دست آمده غافلگیر شدند.

در طول روز این پرندگان بیدار و به طور مرتب فعال بودند تا ماهی‌ برای شکار بیابند. اما با غروب خورشید، پرندگان شروع به خواب‌هایی عمیق و چند دقیقه‌ای، در حالت پرواز بر بالای آب، کردند. در اغلب این حالات هر بار یک نیم‌کره از مغز پرندگان به حالت استراحت درمی‌آمد. این همان چیزی بود که دانشمندان انتظار داشتند. علاوه بر اردک‌ها، دلفین‌ها هم قادر هستند که به شنا کردن در حالی ادامه دهند که خواب هستند و در عین حال یک نیم‌کره از مغزشان برای آگاهی از خطرات احتمالی بیدار است. در مورد انسان‌ها هم همین اتفاق در زمانی که در یک محیطِ جدید به خواب می‌رویم، اتفاق می‌افتد.

محققان با بررسی اطلاعات ضبط شده دریافتند که با افزایش جریان هوا، مرغابیان دریایی شروع به دور زدن در یک دایره می‌کنند. و در این حالت آن‌ها تنها نیم‌کره‌ای از مغز را بیدار نگه می‌دارند که به چشمی که در سمت گردش قرار دارد، مربوط است. این نشان می‌دهد که آن‌ها در هنگام خواب در حال نگاه کردن به مسیر خود و جایی که می‌روند هستند.

نیلز راتنبورگ می‌گوید ممکن است که این مرغابیان یک چشم خود را برای عدم برخورد با دیگر پرندگان باز نگه دارند، کاری که اردک‌ها برای آگاهی از شکارچیان انجام می‌دهند.  

اما نوار مغزی ضبط شده نشان داد که پرندگان هم‌زمان می‌توانند هر دو نیم‌کره خود را به حالت استراحت و خواب عمیق در بیاورند و همان‌طور به مسیر ادامه دهند. نتیجه‌ای غیر منتظره که نشان می‌داد پرندگان قادر به حفظ  کنترل حالت آیرودینامیکی خود حتی زمانی که هر دو نیمکره مغزشان خواب است، هستند.

در مواردی نادر، پرندگان حتی به خواب REM، برای مدت کوتاهی، در حال پرواز بر فراز آسمان، رفتند و  این حالت مشابه استراحت کامل عضلات در اکثر پستانداران بود. اما  برای پرندگان در حالت خواب REM که در طول پرواز تنها چندین ثانیه به طول انجامید، تنها مورد قابل توجه از استراحت عضلات، پایین آمدنِ اندکِ سر بود. نتایج به دست آمده از حالات آن‌ها بر روی زمین نشان می‌دهد که پرندگان می‌توانند در طول این حالت بر روی یک پای خود بایستند.

تمام این اطلاعات جالب بود اما شگفت‌‌آور‌تر از همه این حقیقت بود که با وجود توانایی‌های منحصر به فرد، مرغابیان دریایی کمتر از یک ساعت یا به طور میانگین ۴۲ دقیقه در یک روز می‌خوابند. اگر بخواهیم دقیق‌تر بگوییم، کمتر از ۱۰ درصد ازمقدار خواب معمولی این پرندگان در زمانی که بر روی زمین هستند. این نشان می‌دهد که در برنامه خواب آن‌ها زمانی که در حالِ پرواز هستند، تغییراتی رخ می‌دهد. شاید به خاطر عدم برخورد با پرندگان دیگر یا از دست ندادن مواد غذایی این کاهش میزان خواب اتفاق می‌افتد. اما تحقیقاتِ بیشتری نیاز است تا دریابیم که دقیقا چه اتفاقی در بدن پرندگان می‌افتد و دلیل این کاهش زمان خواب چیست.

رتنبورگ می‌گوید این‌که چرا پرندگان در هنگام پرواز کمتر می‌خوابند، حتی در طول شب که به ندرت به دنبال غذا می‌گردند، هنوز نا‌مشخص است.

موضوع دیگری که به تحقیق بیشتر نیاز دارد این است که پرندگان چگونه با چنین مقدار کمی از خواب، فعالیتی زیاد انجام می‌دهند، چیزی که برای انسان می‌تواند بسیار خطرناک باشد.

رتنبورگ این سوال را مطرح می‌کند که چگونه ما انسان‌ها و بسیاری از حیوانات دیگر به طور قابل توجهی از کم‌خوابی رنج می‌بریم، در حالی که بعضی از پرندگان می‌توانند با مقدار بسیار کمی خواب تطبیق پیدا کنند، این موضوع هنوز یک راز است.

در حالی که این مطالعه جدید به یک سوال مهم پاسخ می‌دهد، سوالات جدیدی را برای ما مطرح می‌کند. به نظر می‌رسد که سوالات علمی پایان ندارند.