Текст книги "Эврика-86"
Автор книги: А. Лельевр
сообщить о нарушении
Текущая страница: 16 (всего у книги 25 страниц)
Любопытный случай произошел в Амстердамском аквариуме. Там морским черепахам бросили крупную
вую кефаль в качестве корма. Резкие движения рыбы напугали черепах, и они ее не съели сразу же, не тронули и на второй день и во все последующие, хотя на отсутствие аппетита не жаловались, ели прочую живую рыбу, в том числе и других, менее везучих кефалей. Так тянулось довольно долго, и кефаль решили убрать, перевели в отдельный аквариум. Что бы вы думали? Черепахи "объявили голодовку"-аппетит у них пропал, они явно «унывали», пока не вернули им «свою» кефаль, после чего принялись за еду с прежней охотой.
Колосс среди морских черепах – кожистая, вес ее до 544 килограммов, длина панциря по кривой достигает 183 сантиметров, а ширина его между концами лап – 274 сантиметра. Ее находили и у берегов Новой Зеландии, и на просторах всех трех океанов между этими берегами. Хотя кожистая черепаха плавает не так быстро, как ее родичи, панцирь ее в отличие от них почему-то никогда не обрастает водорослями и ракообразными. Существует мнение, что ее маслянистая на ощупь кожа, которой покрыт сверху панцирь, выделяет вещество, наделенное свойствами антибиотика. Эта великанша на суше беспомощна и неповоротлива: может погибнуть, не доползши до моря, запутавшись в сухих мангровых стволах.
Поменьше кожистой зеленая морская и логгерхед – масса около 220 килограммов. У знатока черепах Арчи Карра хранится череп логгерхеда длиною 28 сантиметров – если рассчитать вес бывшего обладателя этого черепа, то он окажется сверхъестественным для данного вида-454 килограмма! Еще меньше атлантическая и тихоокеанская ридлеи, а также бисса. Но превосходила всех морских черепах вымершая черепаха-архелон – она таскала по мезозойским морям панцирь в 3,05 метра длиной! Эту громоздкую «субмарину» атаковали тогдашние любители черепашатины -
176
"рика-86
177
ры. Только эти корсары могли откусить много миллионов лет тому назад лапу одной из архелон, ныне выставленной в музее. Из сухопутных гигантов несколько превышает логгерхеда и зеленую морскую черепаху дожившая до наших дней галапагосская слоновая – 1,7 метра "по кривой", 254 килограмма весом. На суше живет и пигмей среди черепах мадагаскарская паучья черепаха.
Видимо, кажущаяся неприхотливость черепах (на самом деле это весьма деликатные животные при содержании в неволе) привлекла к ним внимание экспериментаторов. Их необыкновенная, "возмутительная живучесть", по выражению Ильи Сельвинского, поэтически отобразившего нескончаемую агонию четвертованной черепахи на базаре в Японии Хакодате, была известна очень и очень давно.
Черепахи выживают после страшных ран. Однажды была поймана коробчатая черепаха с новым карапаксом, восстановившимся, видимо, после того, как она чудом спаслась от какого-то хищника. Однако морские черепахи, побывавшие в руках добытчиков, которые, отдирая роговые щитки, затем выбрасывают животных в море, скорее всего становятся жертвами акул, привлеченных запахом крови…
"Большинство людей бессердечно относятся к черепахам, ведь черепашье сердце бьется еще долго после того, как животное убьют и разрежут на куски", – так писал Эрнест Хемингуэй.
Но физиологи, дабы выявить предел черепашьей живучести, не ограничились изучением сердечного автоматизма. Установили, что болотная черепаха может голодать до пяти лет, что мускусная черепаха может прожить в чистом азоте до 12 часов, тогда как любое млекопитающее выдерживает в нем не более пяти минут. Ткани черепах способны «переключаться» в такой ситуации на анаэробное дыхание.
ПОЧЕМУ У КОШКИ ГЛАЗА ГОРЯТ?
У многих животных, особенно у тех, которые ведут преимущественно ночной образ жизни, под сетчаткой глаза лежит так называемый тапетум, или отражательная оболочка. Это слой серебристых кристалликов гуанина, того же вещества, которое придает блеск рыбьей чешуе. Тапетум может иметь различную окраску – синеватую, зеленоватую или желтоватую, объясняющуюся тем, что к гуанину добавлены различные пигменты.
В обычном глазе значительное количество света проходит сквозь сетчатку, не вызвав реакции ее чувствительных клеток. Тапетум отражает свет, заставляет его пройти через сетчатку еще раз, то есть свет используется дважды. Такое устройство глаза значительно повышает его чувствительность. Например, кошка способна ясно видеть окружающие предметы при освещенности в шесть раз меньшей той, что нужна человеку.
Глаза животных не светятся, а лишь отражают свет, попадающий в них. А так как задняя стенка глазного яблока вогнутой формы да еще перед ней стоит собирательная линза – хрусталик, то получается нечто вроде маленького прожектора. Так что если стоять прямо перед животным, можно видеть довольно сильный блеск, даже если глаза отражают всего лишь слабое свечение ночного неба. Окружающая темнота делает этот блеск еще более заметным. Но, разумеется, при полном отсутствии света глаза животных не светятся. Благодаря оптическим свойствам
глаза достаточно сильный свет, например свет автомобильных фар или фотовспышки, может заметно отразиться от глазного дна и без тапетума. В таком случае отблеск будет красного цвета – благодаря цвету кровеносных сосудов глазного дна и пигмента родопсина, зрительного пурпура. Именно из-за этого явления не рекомендуется фотографировать людей крупным планом со вспышкой на цветную пленку. У портретов, сделанных с нарушением этого правила, хорошо заметно красное свечение глаз, особенно если освещение (без вспышки) было слабым и зрачки расширены.
Тапетум не обязательно покрывает все глазное дно. Он может подстилать лишь часть сетчатки, в форме полумесяца, треугольника или ромба. В таких случаях можно наблюдать любопытный эффект, связанный с тем, что тапетум дает сильный сине-зеленый отблеск, а глазное дно без тапетума – более слабый, красный. На ночной фотоохоте со вспышкой иногда удается сделать снимок, на котором два глаза одного животного светятся разным цветом или даже в одном глазу видны два цвета.
О ПОЛЬЗЕ НЕДОЕДАНИЯ
Много лет идут споры о пользе умеренного питания и о том, как излишние калории могут приводить к заболеваниям и даже укорачивать жизнь. Некоторые ученые полагают, что переедание увеличивает риск заболевания раком и диабетом. Но все это пока ^ображения, не подкрепленные точ"^ми цифрами. Недавно ученые получили любопытные статистические
зультаты в этой области. Они изучали воздействие двух факторов на продолжительность жизни крыс – физических упражнений и голодания. Животные были разбиты на пять групп. Первая – контрольная, в ней животные содержались в нормальных условиях. Вторая и третья группы получали столько пищи, сколько хотели, но во второй группе животные не могли двигаться. Четвертая и пятая группы постились – получали пищу через день и в ограниченном количестве, и в одной из групп животные также были лишены возможности двигаться. Результаты трехлетних исследований убедительны и интересны.
"Постившиеся" крысы жили почти в полтора раза дольше животных, питавшихся без ограничений, причем у крыс, которые объедались, была более низкая жизненная активность. Физические упражнения в группах «обжор» увеличивали продолжительность жизни на двадцать процентов, а на постящихся не оказывали почти никакого влияния.
С помощью белка, содержащегося в молоке мышей, можно легко обнаружить загрязнения окружающей среды, на которые почти не реагируют приборы. Но как получить этот природный индикатор в нужных количествах? Столкнувшись с этой проблемой, ученые вынуждены были разработать… миниатюрный доильный аппарат для грызунов. По отзывам биологов, проводивших его лабораторные испытания, процесс доения проходит для животных совершенно безболезненно.
НА РАЗВЕДКУ ПОДЗЕМНОГО ГРОМА
Первый в стране биосейсмологический полигон создается близ Алма-Аты. Работу по раннему предсказанию подземных толчков здесь возьмут на себя животные, птицы, змеи и муравьи.
Впервые отечественная наука совершенно серьезно готовится отправить на разведку подземного грома наших "братьев меньших". Сообщения о «предсказаниях» землетрясений животными история доносит до нас сквозь столетия рядом со всеми отмеченными катаклизмами. К примеру, в 328 году до нашей эры за несколько дней до гибели греческого города Геликос из своих нор убежали все ласки и кроты. В древней Месопотамии, в Японии и Китае живые предвестники стихийных бедствий пользовались безоговорочным авторитетом.
Но в последние десятилетия сообщения о животных-предсказателях слишком долго считались легендами. И людям, упорно отстаивавшим идею применения живых «сейсмодатчиков», кроме чисто профессиональных качеств ученых, требовалось еще одно – не бояться насмешек.
Один из таких людей – известный казахстанский натуралист и писатель, доктор биологических наук, зоолог Павел Иустинович Мариковский. Последняя из большой серии научно-популярных книг, написанных им, так и называется – "Животные предсказывают землетрясения".
Дело свое книга сделала, пробив наконец стену недоверия. Биосейсмологический полигон при экспедиции Института сейсмологии АН Казахской
ССР, где работает консультантом 73-летний профессор, на пороге своего рождения.
Вот хроника удивительных фактов, свидетельствующих о том, что сигналы приближающейся подземной беды животные чувствуют очень остро.
Италия, Калабрия, 5 февраля 1783 года. Перед землетрясением гоготали гуси и выли собаки. Суеверные жители решили, что их необычное поведение может накликать беду. В собак стали стрелять. Одновременно на поверхности моря увидели огромное количество всплывшей рыбы.
Россия, Камчатка, 23 августа 1792 года. За 12 часов до удара Плутона мифологического повелителя недр – сильнейшее беспокойство проявили птицы, особенно ласточки. Перед первым толчком они скрылись вовсе.
Япония, Эддо, 11 ноября 1855 года. За три месяца до беды все деревни покинули воробьи. За десять дней куры отказывались идти под крышу, в курятник. За три дня из загонов вырвались все коровы. Перед самым землетрясением на берег рванулись крабы, из нор, несмотря на ноябрьский холод, вышло множество змей…
Долог перечень – в досье ученого более 300 фактов, когда именно поведение животных стало достоверным предвестником землетрясений.
Доверие к добровольным помощникам сейсмологов уже сберегло сотни тысяч человеческих жизней.
Сегодня ученые четко определяют аномалии окружающей среды, влияющие на «умение» животных предсказывать землетрясения. Среди них микросейсмическая активность земной коры, изменения в давлении воздуха и гравитации, колебания уровня грунтовых вод, инфра– и ультразвуки, вариации электромагнитных полей, выделение газов из земли… Как видим, все это – геофизические явления. Расширить, дополнить их перечень предстоитд зоологам. 1 Профессор П. Мариковский считает^
цД. о реакция животных на воздействие окружающей среды носит защитный удрактер, воспитана в длительной эволюции, когда на земле выживали в бесчисленных катаклизмах лишь те, кто способен был вовремя среагировать и спастись. Например, звуки, вызванные приближающимся землетрясением, человек услышать неспособен, но их слышат животные, легко записывают специальные приборы – геофоны.
В ряде стран сейчас ведутся эксперименты, выясняющие отношение разных животных к электромагнитным волнам, электрическим полям, запахам газов и другим непременным спутникам землетрясений. Одновременно у животных пытаются выявить и природой дарованные «приборы» – органы, замечающие аномалии геофизической обстановки.
Ну а на первом отечественном биосейсмологическом полигоне в качестве главных действующих лиц намечены горные норовые звери, птицы, муравьи, пробивающие в глубь земли ходы до пятидесяти метров глубиной, и, конечно, сурки, которых профессор П. Мариковский считает "интеллектуальной элитой" среди грызунов.
Они разместятся в степном урочище, на специально отведенной земле. И в своей обычной жизни начнут под контролем ученых разведку подземного грома.
ДИАЛОГ С ДЕЛЬФИНАМИ
Необычный концерт состоялся в проливе между островом Ванкувер и побережьем Канады. На палубу корабля вышли люди с микрофонами, электро"^"арами и начали петь… при полном
отсутствии публики. Репетиция? Вовсе нет, слушатели скорс) появились, но не на палубе-под водой. Концерт был организован специально для касаток.
Сначала над водой появились их огромные плавники, а потом в наушниках, соединенных с гидрофонами, послышались щелчки, свист и, наконец, пение, похожее на звуки волынок. Каждая музыкальная фраза, исполненная на корабле, вызывала ответное пение в воде – так люди и дельфины общались друг с другом несколько часов.
А когда один из исследователей в знак полного доверия к дельфинам нырнул в воду и поплыл к берегу, его сопровождал "почетный караул" касаток. Этот случай ставит под сомнение сложившееся представление о касатках как о страшных «китах-убийцах», которые нападают на человека. Кстати, известный ученый Джон Лилли отмечал, что за тридцать лет работы с касатками в дельфинариях не был ранен ни один человек "морские монстры" вели себя на удивление миролюбиво.
История хранит немало случаев чудесного спасения людей дельфинами. А наскальные изображения, найденные в Австралии, Африке и Америке, свидетельствуют о том, что наши далекие предки общались с дельфинами в открытом море. И если бы люди научились понимать «язык» этих животных, возможно, удалось бы разгадать многие тайны океана.
Советские исследователи выявили многие закономерности «языка» дельфинов. Они установили, что при общении Друг с другом "интеллектуалы моря" используют несколько сот звуковых сигналов. Любопытно, что в обычной житейской беседе мы оперируем примерно таким же количеством слов. Специалисты убедились в большом разнообразии и сложности сигналов, построили аналитическую картину «языка» дельфинов – выяснилось, что структурно их сообщения
180
181
ны примерно так же, как человеческая речь.
К сожалению, пока попытки ученых расшифровать «язык» дельфинов заканчивались неудачей. Но если мы не можем обмениваться мыслями, то почему бы нам не общаться на уровне чувств? Ведь для восприятия музыки неважно, на каком языке вы говорите. Так рассуждали энтузиасты, которые отправились на «гастроли» к касаткам. Их догадки, похоже, не лишены основания – музыкальные диалоги с дельфинами происходили каждый день в течение месяца.
Магнитофонные записи совместных концертов людей и дельфинов еще предстоит расшифровать. А энтузиасты собираются теперь провести нечто вроде сеансов синхронного плавания с касатками.
КАРДИОГРАММА ДЕЛЬФИНА
У крупного черноморского дельфина-афалины частота сокращений сердца довольно высока, его нормальный пульс в среднем равен 103 ударам в минуту (у мелких дельфинов-азовок пульс чаще-146 ударов в минуту). Однако самое интересное, что частота пульса у дельфинов все время меняется – она зависит от дыхания животного. Дыхание же у дельфинов особенное: быстро, примерно за 1 секунду, происходит вдох-выдох, а потом почти 80 секунд длится пауза.
Специальные датчики позволили исследователям записать электрокардиограмму у дельфинов во время их свободного движения. Интересные изменения ритма сердца происходят во время дыхательной паузы, когда
дельфин как бы "затаил дыхание". В начале паузы 10–12 секунд сердце работает быстро, частота ударов доходит до 155. Сразу же за этим участком на кардиограмме видно резкое замедление частоты сердечных сокращений – до 60. Переход от быстрого ритма к медленному происходит скачком.
Во время ныряния и пребывания под водой у дельфинов, как и у других ныряющих млекопитающих, пульс замедляется, средние показания от 103 снижаются до 82 ударов в минуту. Однако это относительное замедление ритма у дельфинов много меньше, чем у других ныряльщиков – водяных крыс, собак, тюленей. Обычно у млекопитающих сразу же после погружения в воду, буквально через доли секунды, сердце замедляет свою работу, а у дельфинов и под водой сохраняется двухфазный ритм: сразу же после вдоха-выдоха пульс частый-127, и только через 10–12 секунд быстрый ритм сменяется медленным – 57 ударов.
То, что погружение в воду не снимает развивающееся после вдоха учащение пульса, говорит о том, что автоматизм работы сердца шел путем принципиально иным, нежели у других млекопитающих.
^^^д^^^г– ^ у
ЭВОЛЮЦИЯ
И МОДЕЛИ СНА
Как спать в воде, то есть как спать, чтобы не захлебнуться во сне? Такая проблема возникла (в эволюционном смысле, конечно) десятки миллионов лет назад перед предками трех больших групп млекопитающих: китообразных, ластоногих и сиреневых, которые спустились с суши в океан и стали
ричноводными животными. Пока не появился человек, у этих зверей почти не было врагов, кроме одного, но очень страшного, под влиянием которого главным образом и шел отбор в сторону наилучшего приспособления к среде. Этот враг – вода, та стихия, в которой стали жить эти млекопитающие, ведь дышали-то они по-прежнему воздухом! Стоит только заболеть, устать, расслабиться, потерять координацию – и вода попадает в легкие, животное погибает. Таким образом, переселившиеся в воду теплокровные животные вынуждены были научиться постоянно поддерживать определенную позу и сохранять достаточно высокий уровень активности. Тут уж не до сна!
Действительнб, зоологи, изучающие дельфинов, обратили внимание, что некоторые их виды пребывают в непрерывном движении. Поскольку считалось само собой разумеющимся, что сон – это в первую очередь неподвижность, то был сделан вывод, что дельфины никогда не спят. Однако Джон Лилли заметил, что есть и такие виды этих животных, которые часто неподвижно зависают на поверхности воды, как поплавок, но при этом один глаз – всегда над водой и открыт. Исследователь высказал предположение, что у дельфина спит только одна половина мозга, а вторая выполняет сторожевую функцию. Как мы увидим далее, Лилли попал, что называется, "в десятку"… хотя' глаз здесь совершенно ни при чем. И кроме того, предположение Лилли в общем-то экспериментально не проверялось.
Понятно, что киты, дельфины, тюлени, не говоря уже о сиреневых (морских коровах), занесенных в международную Красную книгу, – это не лабораторные крысы, и проведение на них сложных физиологических исследований, да еще связанных с лабораторными операциями, чрезвычайно затруднительно. Немудрено, что сон этих животных оставался неизученным до
самого последнего времени. Только в 1973 году под Анапой небольшой коллектив исследователей из Института эволюционной морфологии и экологии животных (ИЭМЭЖ) имени А. Н. Северцова Академии наук СССР, руководимый Л. Мухаметовым и А. Супиным, начал впервые серьезное изучение сна черноморских дельфинов-афалин.
Вскоре была создана Утришская морская станция ИЭМЭЖ, и объем научных работ значительно расширился. Кроме афалин, стал исследоваться и другой вид дельфинов – так называемые азовки, или морские свиньи, ведущие иной образ жизни, чем афалины. Затем к исследованиям были подключены и ластоногие.
Как известно, сон млекопитающих и птиц состоит из двух отдельных фаз: медленного и быстрого, или парадоксального, снов, которые различаются между собой настолько же сильно, насколько каждая из фаз сна отличается от бодрствования. Когда животное или человек засыпает, вначале наступает медленный сон, который постепенно углубляется. После некоторого периода наиболее глубокого медленного сна происходит резкий переход к парадоксальному сну. Период парадоксального сна завершает цикл сна, длительность которого зависит от размеров животного. У человека, например, он составляет полтора часа. Затем происходит либо пробуждение, либо начинается новый цикл. Именно это циклическое чередование (а не состояние покоя!), выявляемое при регистрации биопотенциалов мозга, и оказывается самой главной характеристикой сна. Так вот, регистрация биопотенциалов дельфинов во время их плавания в воде показала удивительную картину: полушария мозга дельфина отсыпаются по очереди! При этом бодрствующее «дежурное» полушарие, видимо, обеспечивает достаточный уровень активности'.^
оно поддерживает необходимую позу, дает через каждые тридцать-сорок ^^^унд команду на всплывание для очередного дыхательного акта, управляет плаванием по кругу. Сильный внешний стимул приводит к немедленному пробуждению обоих полушарий. Особенно интересно, что засыпание иногда начинается в обоих полушариях одновременно, но глубокий медленный сон наблюдался всегда только в одном из двух полушарий – либо слева, либо справа. Надо сказать, что анатомические связи между полушариями у дельфина достаточно четко организованы. Следовательно, можно предположить, что в мозге дельфина существует какой-то механизм, который активно поддерживает и регулирует смену полушарий во сне. И действительно, когда дельфинам вводили вещества, вызывающие подобие двухполушарного сна, то они вынуждены были просыпаться для каждого дыхательного акта.
Но это было еще не все. Оказалось, что у дельфинов есть только фаза медленного сна: все попытки выявить хотя бы отдельные признаки быстрого, парадоксального сна были безуспешными. По-видимому, у взрослых дельфинов парадоксального сна вообще нет. А ведь до сих пор эта фаза сна обнаруживалась у всех видов теплокровных животных млекопитающих и птиц. Единственным исключением в этом отношении является сон яйцекладущего млекопитающего– австралийской ехидны, у которой также есть только медленный сон, без парадоксального. Однако ехидна-животное во всех отношениях необычное и удивительное, чудом дожившее до наших дней. У всех же других млекопитающих, в ""^м числе у сумчатых, например у "живого ископаемого" – опоссума с его примитивным мозгом, обе фазы сна хорошо выражены и мало отличаются от сна человека.
Получается, таким образом, что в ходе своей адаптации к полностью годному образу жизни, для которой у
дельфинов было достаточно времени (их эволюция насчитывает 50 миллионов лет), эти животные выработали целый ряд специализаций; особую форму тела и скелета; особую кожу, позволяющую пронизывать толщу воды с необычайной легкостью; совершенную систему кровоснабжения и дыхания, дающую возможность глубоко нырять и при необходимости удерживать дыхание; совершенную терморегуляцию; ультразвуковой локатор, сонар, хорошо «видящий» при отсутствии света, и огромный мозг, управляющий этим сонаром; сложную систему звуковой связи, которая дает право говорить о «языке» дельфинов, и другие совершенно удивительные приспособления для жизни в морской среде.
К числу таких приспособлений, позволяющих дельфину дышать во сне, не боясь захлебнуться, относится и уникально организованный сон; медленный сон как бы «раздвоился» по полушариям, а парадоксальный, который в силу некоторых анатомических особенностей мозговых систем, его регулирующих, вероятно, не может «раздвоиться», у взрослых дельфинов вообще исчез.
…Как дельфину удается обходиться без парадоксального сна, ведь, по многочисленным данным, эта фаза является жизненно важным состоянием для других животных? Или, другими словами, чем приходится платить дельфину за отсутствие парадоксального сна? На эти вопросы трудно дать даже предположительный ответ в настоящее время…
Быть может, самыми интересными были опыты по лишению дельфинов сна в течение нескольких суток. Когда наконец им давали отоспаться, то полушария отсыпались по очереди, причем «отдача» сна могла начаться с любого из полушарий. Но самое поразительное происходило, если не давали спать только одному из полушарий, а другое могло отсыпаться вволю. Оказалось, что у каждой половины мозга есть своя
185
собственная потребность во сне, которая не может быть удовлетворена за счет сна другой, как будто бы полушария принадлежат двум разным головам!
Другой факт важный, имеющий общетеоретическое значение, – взаимосвязь между сном и поведением дельфинов. Особенно интересны в этом отношении дельфины-азовки. Эти сравнительно мелкие (до 30–40 килограммов) животные в экспериментальных бассейнах чувствуют себя прекрасно и непрерывно быстро плавают по кругу, причем скорость плавания не снижается во сне. Действительно, если наблюдать только за поведением азовки, то можно прийти к ошибочному выводу, что это животное никогда не спит. С другой стороны, если наблюдать за поведением какой-нибудь двухсоткилограммовой афалины, неподвижно висящей в позе поплавка в небольшом экспериментальном бассейне, то можно подумать, что она непрерывно спит, хотя на самом деле ее сон занимает менее половины времени суток. Таким образом, этологические наблюдения при изучении сна дельфинов, да и других животных, показывают, что потребность во сне не связана с потребностью в физическом отдыхе, как это до сих пор часто думают. Азовки не нуждаются в физическом, телесном отдыхе, однако однополушарный медленный сон занимает у них также около половины времени суток. Следовательно, этот сон выполняет какую-то еще неизвестную жизненно важную функцию по обслуживанию потребностей самого мозга.
Не подтвердилось и предположение Лилли о том, что однополушарный сон связан со сторожевой функцией одного глаза. Опыты показали, что появление нового или необычного предмета в поле зрения смотрящего над водой глаза дельфина, если он открыт, приводит к немедленному пробуждению животного даже в том случае, если этот глаз противоположен «спящему»
полушарию (у дельфинов каждый глаз связан только с одним противоположным ему полушарием, поле зрение каждого глаза-почти 180 градусов). То есть глаз, если он открыт, продолжает видеть и во сне, однополушарный сон для этого не нужен.
Открытие советскими учеными явления чередующегося однополушарного медленного сна у дельфинов вызвало значительный интерес как в нашей стране, так и за рубежом. Недавно его авторам – Л. Мухаметову и А. Супину – выдан диплом на открытие Госкомитетом по изобретениям и открытиям при СМ СССР.
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.
