Сон животных: кто спит 20 часов в сутки, а кому хватает двух

Животных, которые совсем не спят, современной науке пока неизвестны. Даже у плодовых мушек и медуз обнаружены состояния покоя, похожие на сон. Во время такого отдыха снижается активность, животное слабее реагирует на внешние раздражители, а после долгого бодрствования возникает потребность восполнить недосып — это один из главных признаков сна.

Сон помогает организму восстанавливаться, а мозгу — обрабатывать информацию, полученную во время бодрствования. Он также связан с работой иммунной системы и помогает экономнее расходовать энергию. У многих животных периоды сна и активности регулируют циркадные ритмы — внутренние биологические часы организма.

То, сколько спят животные, зависит сразу от нескольких факторов:

• скорости обмена веществ;
• размера тела;
• рациона;
• времени, которое приходится тратить на поиск пищи.

Например, крупные травоядные часто спят мало, потому что значительную часть суток кормятся. У других видов долгий отдых помогает сократить энергозатраты.

Среди самых сонных животных в мире особенно выделяются два вида — коала и малая бурая летучая мышь. Оба проводят во сне около 20 часов в сутки, но по разным причинам.

Коала

Коала спит 18–20 часов в сутки. Почти весь её рацион состоит из листьев эвкалипта — пищи с низкой питательной ценностью, которая к тому же содержит токсичные соединения. Из-за такого меню коале приходится расходовать энергию очень экономно.

Большую часть времени она отдыхает, а во время бодрствования в основном ест и ненадолго перемещается между деревьями. Долгий сон помогает снизить энергозатраты, пока организм переваривает пищу и справляется с её особенностями. Коала — один из самых известных примеров того, как рацион влияет на продолжительность сна и биологические ритмы животных.

Малая бурая летучая мышь

Малая бурая летучая мышь — один из рекордсменов по продолжительности сна среди млекопитающих. В лабораторных исследованиях её сон достигал почти 20 часов в сутки, хотя этот показатель зависит от температуры окружающей среды.

Ночью летучая мышь охотится на насекомых, расходуя огромное количество энергии. Днём она отдыхает в пещерах, дуплах деревьев или под крышами зданий, восстанавливая силы перед следующей ночью.

Спать вниз головой ей помогает необычное строение лап. Сухожилия работают как «автоматический замок»: когда животное цепляется за поверхность, собственный вес удерживает пальцы сжатыми почти без мышечных усилий. Чтобы отпустить хватку и взлететь, мышцам, наоборот, нужно сократиться. Благодаря этому летучая мышь может часами висеть во сне, почти не расходуя энергию, а при необходимости мгновенно сорваться в полёт.

Если самые сонные животные — это обычно небольшие виды с быстрым обменом веществ, то рекорды короткого сна принадлежат крупным травоядным. Африканские слоны и жирафы отдыхают гораздо меньше большинства млекопитающих. Почему так происходит, учёные объясняют особенностями их образа жизни и питания.

Африканский слон

Дикие африканские слоны спят в среднем около двух часов в сутки — это самый низкий показатель, зарегистрированный у млекопитающих в естественной среде. Такие данные получили в исследовании 2017 года, когда учёные впервые изучили сон свободно живущих слонов в Ботсване.

Для этого исследователи использовали необычный метод. Под кожу хобота двух взрослых слоних установили миниатюрные актиграфы — приборы, которые фиксируют движения и применяются при изучении сна человека. На животных также закрепили GPS-ошейники с акселерометрами. Если хобот оставался неподвижным не менее пяти минут, этот период считался сном.

Выяснилось, что слоны чаще всего спят стоя, а ложатся на землю лишь ненадолго и далеко не каждую ночь. Иногда они могут бодрствовать почти двое суток подряд — например, во время миграции или при появлении опасности.

Главная причина такого короткого сна — необходимость почти постоянно кормиться. Взрослый слон съедает до 150–200 килограммов растительности в день, поэтому большая часть времени уходит на поиск пищи и перемещение между местами кормления.

Жираф

Жирафы тоже относятся к животным, которые спят совсем немного. По данным классического исследования Тоблера и соавторов, в условиях зоопарка они отдыхали в среднем около 4,6 часа в сутки. В дикой природе жирафы обычно спят значительно меньше, поскольку им приходится почти постоянно кормиться и следить за возможной опасностью.

Особенно необычно устроена у жирафов REM-фаза, когда мозг наиболее активен. Он занимает всего около 4,7% общего времени сна — примерно 13 минут в сутки. Сам сон при этом остаётся коротким и прерывистым.

Во время REM-сна мышцы почти полностью расслабляются. Для животного с длинной и тяжёлой шеей это становится серьёзной проблемой: удерживать голову вертикально невозможно. Поэтому жираф ложится на землю и кладёт голову на круп или землю, чтобы поддержать её. Это один из самых коротких периодов быстрого сна среди млекопитающих — эволюционный компромисс между полноценным отдыхом мозга и необходимостью оставаться в безопасности.

Если сравнить разные виды животных, можно заметить общую закономерность: крупные хищники обычно проводят во сне больше времени, чем крупные травоядные. Но это не строгое правило, а лишь общая тенденция.

Хороший пример — крупные кошки. Львы, тигры и другие представители семейства кошачьих тратят огромное количество энергии во время охоты. Хотя сама погоня обычно длится недолго, она требует максимального напряжения сил. После такой нагрузки организму нужно восстановиться.

По данным различных наблюдений, лев спит в среднем около 13–16 часов в сутки, хотя в популярной литературе нередко встречаются оценки до 20 часов. Точно определить продолжительность сна диких львов пока сложно: исследований с использованием современных методов регистрации сна ещё немного.

У крупных травоядных ситуация противоположная. Растительная пища менее калорийна, поэтому слонам, жирафам и другим видам приходится кормиться почти непрерывно. Чем больше времени уходит на поиск пищи, тем меньше его остаётся на отдых.

Именно поэтому продолжительность сна нельзя объяснить какой-то одной причиной. Рацион, образ жизни, скорость обмена веществ и условия среды вместе формируют режим сна каждого вида.

Наземные животные могут полностью расслабиться во время сна. Морским млекопитающим это часто недоступно: им нужно регулярно всплывать за воздухом и при этом не терять ориентацию в пространстве. Поэтому эволюция «научила» их отдыхать по-другому.

Дельфины

Дельфины используют однополушарный медленный сон: пока одно полушарие мозга спит, другое остаётся активным. Благодаря этому животное продолжает всплывать за воздухом, ориентируется в пространстве и замечает возможную опасность. Со стороны кажется, будто дельфин спит с одним открытым глазом. Обычно открыт глаз, противоположный бодрствующему полушарию мозга.

В сумме взрослые дельфины проводят в таком состоянии около восьми часов в сутки. При этом их сон сильно отличается от человеческого: классическая REM-фаза, характерная для большинства млекопитающих, у дельфинов в привычном виде не обнаружена.

Особенно необычно ведут себя новорождённые косатки и дельфины. В первые недели жизни у них почти не наблюдаются привычные признаки сна. Детёныши почти постоянно плавают рядом с матерью, а самки в этот период тоже отдыхают значительно меньше обычного. Учёные предполагают, что такой режим помогает поддерживать температуру тела, регулярно всплывать за воздухом и снижает риск нападения хищников.

Фрегаты

Однополушарный сон встречается не только у морских млекопитающих, но и у некоторых птиц. Самый впечатляющий пример — фрегаты, которые могут проводить в воздухе недели и даже месяцы почти без посадки.

Исследования с использованием миниатюрных электроэнцефалографов показали, что фрегаты способны спать прямо во время полёта. Каждый эпизод длится около десяти секунд, а за сутки птица набирает в среднем всего около 45 минут сна. Пока отдыхает одно полушарие мозга, фрегат продолжает парить в восходящих потоках воздуха. Иногда птица ненадолго переходит даже в фазу быстрого сна, но такие эпизоды длятся всего несколько секунд.

Акулы

Долгое время учёные не могли уверенно ответить, спят ли акулы вообще. Многие виды должны постоянно двигаться, чтобы вода проходила через жабры, поэтому считалось, что полноценный сон для них невозможен.

Сегодня известно, что картина сложнее. У некоторых донных видов акул уже обнаружены состояния, соответствующие основным признакам сна: они становятся менее подвижными, хуже реагируют на внешние раздражители, а обмен веществ замедляется.

При этом вопрос остаётся открытым для многих видов, которые постоянно находятся в движении. Поэтому сегодня учёные говорят не о том, что акулы не спят, а о том, что способы сна у разных видов могут заметно различаться и ещё продолжают изучаться.

Спячку часто называют очень долгим сном, но с точки зрения физиологии это разные состояния. Во время спячки организм работает совсем иначе, чем во время обычного отдыха.

Чем спячка отличается от сна

Настоящая спячка, или гибернация, характерна для сусликов, ежей и многих видов летучих мышей. В это время температура тела резко снижается, дыхание и сердцебиение становятся значительно реже, а обмен веществ замедляется в десятки раз. Разбудить животное в таком состоянии очень сложно.

При этом гибернация — не непрерывный многомесячный сон. Исследования показывают, что многие животные периодически ненадолго просыпаются, а затем снова погружаются в глубокий покой. Зачем нужны такие пробуждения, учёные пока окончательно не выяснили.

Медведь зимой

Зимний сон медведей устроен иначе, чем у сусликов или ежей. Температура тела снижается незначительно, поэтому медведь способен сравнительно быстро проснуться, если почувствует опасность.

Из-за этой особенности состояние медведей иногда называют торпором, хотя многие современные физиологи рассматривают его как особую форму гибернации. В любом случае такой отдых гораздо менее глубокий, чем у мелких млекопитающих. Именно поэтому встреча с потревоженным медведем в берлоге может быть опасной: даже зимой он сохраняет способность быстро отреагировать на угрозу.

Сон животных — результат миллионов лет эволюции. Сколько спит животное, зависит от его образа жизни, рациона и условий среды. Именно поэтому коала отдыхает почти сутки, слону хватает всего двух часов, а дельфины и некоторые птицы научились спать, не теряя контроля над окружающим миром. Чем больше учёные изучают, как спят животные, тем лучше понимают, насколько разнообразными могут быть способы приспособления к жизни в природе.