Сон без век: как и где отдыхают рыбы

Долгое время считалось, что сон в привычном нам смысле слова доступен лишь наземным животным, прежде всего млекопитающим и птицам. Рыбы, лишённые век и постоянно находящиеся в движущейся среде, казались существами, которым некогда и негде спать. Однако по мере развития нейрофизиологии и методов наблюдения это представление начало меняться, и сегодня наука располагает убедительными данными о том, что рыбы действительно спят, хотя их сон устроен иначе, чем у человека.

История изучения сна у рыб началась с простых поведенческих наблюдений. Ихтиологи ещё в XIX веке отмечали, что многие виды в определённое время суток становятся малоподвижными, перестают активно кормиться и выбирают укрытия. Долгое время это состояние называли просто отдыхом, поскольку считалось, что без закрытых глаз и характерной позы говорить о сне некорректно. Ситуация изменилась во второй половине XX века, когда учёные стали использовать электроэнцефалографию и другие методы регистрации активности нервной системы у животных, живущих в воде.

Современное понимание сна опирается не на позу или закрытые глаза, а на совокупность признаков. К ним относятся снижение двигательной активности, уменьшение реакции на внешние раздражители и обратимость состояния, то есть способность быстро пробудиться при опасности. Всем этим критериям рыбы соответствуют. У многих видов в период покоя заметно замедляется плавание, движения становятся редкими и экономными, а реакция на свет, прикосновение или звук ослабевает. При этом рыба не теряет контроля над телом полностью, поскольку должна поддерживать равновесие и, в ряде случаев, ток воды через жабры.

Особенно важный шаг в понимании сна у рыб был сделан в исследованиях с использованием аквариумных моделей, прежде всего данио-рерио. Наблюдения показали, что с наступлением темноты эти рыбы впадают в устойчивое состояние покоя, сопровождающееся изменениями активности мозга. Учёным удалось зафиксировать два различных режима работы нервной системы, чередующихся между собой. Один из них характеризуется медленными, ритмичными колебаниями активности, другой более сложными волновыми процессами, охватывающими разные области мозга. Хотя эти состояния не тождественны человеческим фазам сна, они функционально сопоставимы с ними и выполняют схожие задачи по восстановлению нервной системы.

С физиологической точки зрения сон у рыб связан с необходимостью поддерживать баланс внутренних процессов. Во время покоя снижается энергозатратность, активнее работают механизмы очистки тканей от продуктов обмена, а нервные цепи переходят в режим переработки и упорядочивания полученной за день информации. При этом глаза у рыб остаются открытыми не из-за бодрствования, а по причине анатомии. Водная среда постоянно увлажняет роговицу, поэтому веки им попросту не нужны.

Места и способы сна у рыб поражают разнообразием. Одни виды ложатся на дно, опираясь на грудные или брюшные плавники, другие зависают в толще воды, слегка покачиваясь на течении. Сомы нередко отдыхают на боку или даже вверх брюхом, что в бодрствующем состоянии выглядело бы тревожным сигналом. Рифовые рыбы используют расщелины и норы, возвращаясь в одно и то же укрытие каждую ночь. Рыба-попугай перед сном выделяет слизистую оболочку, образующую своеобразный кокон. Он снижает запаховые сигналы и делает спящую рыбу менее заметной для ночных хищников.

Есть и менее очевидные стратегии. Некоторые пелагические виды, которые не могут полностью остановиться, переходят в режим крайне медленного плавания, поддерживая минимально необходимую вентиляцию жабр. При этом активность их мозга и реакция на окружающее заметно снижены, что позволяет говорить о сне даже без полной неподвижности.

У отдельных видов рыб при длительном лишении сна ухудшается способность ориентироваться в пространстве и точно оценивать расстояние до добычи или укрытия. Это показали лабораторные эксперименты, в которых рыбы после периода вынужденной активности чаще сталкивались с препятствиями и допускали ошибки при охоте, а после восстановления сна эти навыки возвращались к норме.

Сегодня сомнений в том, что рыбы спят, практически не осталось. Их сон не похож на человеческий внешне, но по своим функциям он столь же необходим. Он позволяет поддерживать работоспособность нервной системы, экономить энергию и сохранять точность поведения в сложной и подвижной водной среде. Сон без век и подушки оказываются не экзотикой, а ещё одной формой универсального природного порядка, приспособленного к жизни под водой.

geo

Источник: vk.com

Комментарии: