美国科学家的一项新研究发现,象海豹在深潜时会逐渐入睡并进入无意识的螺旋状态。
追踪海豹的脑电波模式显示,在长达数月的海上觅食之旅中,它们每天平均只睡两个小时,期间会在潜水时进行一系列 10 分钟的小睡。然而,在海滩表面,象海豹每天会愉快地睡眠约 10 个小时。
众所周知,鲸鱼、海豚、海狗和海狮都喜欢“单半球睡眠”,这意味着它们大脑的一侧始终保持清醒。在大多数其他哺乳动物中,例如人类和真正的海豹,大脑的两个半球同时处于睡眠状态。
研究表明,象海豹在深潜时会进入快速眼动睡眠(REM),这种睡眠可持续长达 30 分钟,睡眠麻痹会导致它们上下颠倒,并呈螺旋形“睡眠螺旋”向下漂移。有时,他们会在海底一动不动地躺上几分钟,然后再次醒来。在深海中,象海豹感觉更安全,免受鲨鱼和逆戟鲸等掠食者的袭击。
这项研究标志着科学家首次成功记录自由放养的野生海洋哺乳动物的大脑活动。
加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的博士后杰西卡·肯德尔-巴尔 (Jessica Kendall-Bar) 与圣地亚哥大学的生态学和进化生物学教授丹尼尔·科斯塔 (Daniel Costa) 和特里·威廉姆斯 (Terrie Williams) 共同领导了这项研究。 加利福尼亚州 圣克鲁斯,她曾在那里读研究生。
精致标签
“多年来,有关象海豹的核心问题之一一直是:它们什么时候睡觉?”加州大学圣克鲁斯分校海洋科学研究所所长科斯塔教授说,该研究所在圣克鲁斯以北的 Año Nuevo 保护区研究象海豹已超过 25 年。
越来越精致的标签被用来追踪海豹进入北太平洋时的运动和潜水行为,每次长达八个月。
科斯塔教授说:“潜水记录显示它们不断潜水,因此我们认为它们一定是在所谓的放流潜水期间睡觉,此时它们停止游泳并慢慢下沉。” “但我们真的不知道。
“现在我们终于可以说它们在潜水过程中肯定在睡觉,而且我们还发现与其他哺乳动物相比,它们总体上睡得不多。”在海上,象海豹与非洲象竞争睡眠最少的哺乳动物记录。
肯德尔-巴尔设计了一种记录象海豹大脑活动的系统,该系统采用了脑电图传感器和氯丁橡胶头帽上的数据记录器,一旦动物返回Año Nuevo,所有这些都可以被检索。他们还携带时间深度记录器、加速计和其他仪器,使他们的动作能够在任何给定时刻被跟踪并与他们的大脑活动相匹配。
人类自由潜水员
从 Año Nuevo 出发进行较短距离出海的海豹也表现出类似的潜水行为。根据 13 只幼年雌性象海豹的大脑活动和潜水行为数据(包括总共 104 次睡眠潜水),Kendall-Bar 开发了一种算法来识别它们的睡眠时间。
根据 Costa 教授 Año Nuevo 研究 25 年的数据,Kendall-Bar 能够将结果推断到 300 多种动物。她现在计划使用类似的方法来研究其他海豹物种和海狮以及人类自由潜水员的大脑活动。
“能够实现这一目标是一项了不起的壮举,”威廉姆斯教授在谈到肯德尔-巴尔的工作时说道。 “她开发了一种脑电图系统来研究在海洋中潜水数百米的动物。然后,她使用这些数据创建数据驱动的动画,这样我们就可以真正可视化动物在水柱中潜水时正在做什么。”
威廉姆斯教授说,这些结果可以通过揭示首选休息区域的“睡眠景观”来帮助保护工作。 “通常情况下,我们关心的是保护动物进食的区域,但也许它们睡觉的地方与任何其他重要栖息地一样重要。”开创性的 研究刚刚发表 在杂志 科学.
40年后神秘杀手被揭开
与此同时,导致加勒比地区长刺海胆几乎灭绝的大规模屠杀的神秘凶手已被确定为一种寄生微生物——纤毛虫。
最初的数百万人死亡 黄花 帽针海胆出现在 40 年前,当时它们突然开始失去刺,几天之内就会死亡并从珊瑚礁中消失。一年之内,98%的人被消灭了。
直到去年,神秘杀手再次袭来,海胆才慢慢恢复——这一次,加勒比地区剩余海胆数量的 95% 都被消灭了。
康奈尔大学微生物学家 Ian Hewson 教授 纽约 从 23 个珊瑚礁地点收集了健康和患病的海胆,并在实验室中检查了组织样本,寻找病毒和病原体的证据。
转向真菌和纤毛虫等微生物的遗传信号,他发现后者之一, 水蕨,仅存在于患病的海胆中。将其添加到装有健康海胆的水箱中,导致 60% 的海胆在几天内失去了刺。
人们知道相关的纤毛虫会感染鲨鱼,但以前从未杀死过海胆,人们认为海胆只是细菌和腐烂组织的消耗者。现在研究人员知道了罪魁祸首,他们想了解是什么触发了这种毁灭性的攻击。他们的研究结果还 刚刚发布 in 科学.
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