گوزن‌های شمالی به طور همزمان می‌خوابند و تغذیه می‌کنند، و در طول تابستان کوتاه قطب شمال در زمان ارزشمند صرفه‌جویی می‌کنند علوم پایه

گوزن‌های بابانوئل فصل خارج از فصل را با استراحت می‌گذرانند و برای شاهکار طاقت‌فرسا دور زدن جهان در یک شب آماده می‌شوند. اما زمستان سخت قطب شمال به این معنی است که بستگان بدون پرواز آنها نیز باید با پشتکار برای این فصل آماده شوند. گوزن‌های شمالی در تابستان کوتاه شمالی به طور مداوم چرا می‌چرخند و برای ماه‌های سرد و تاریک که هم نور خورشید و هم غذا بسیار کمیاب هستند، ذخایر چربی ایجاد می‌کنند. گوزن‌های شمالی آنقدر تابستان را صرف غذا خوردن می‌کنند که به نظر می‌رسد زمان کمی برای چیزهای دیگر از جمله خوابیدن دارند.

ملانی فورر، عصب شناس از دانشگاه زوریخ و همکارانش مشکوک بودند که گوزن های شمالی ممکن است در طول فصل کوتاه کمتر بخوابند و سپس با خوابیدن در زمستان به Z های خود برسند. او می گوید: «اما این چیزی نیست که ما پیدا کردیم. در عوض، گوزن‌ها در طول سال به همان اندازه می‌خوابند، حتی زمانی که نیاز به تمرکز روی تغذیه در ماه‌های گرم‌تر دارند. ما متوجه شدیم که آنها استراتژی مقابله با این موضوع را دارند و می توانند به طور همزمان فکر کنند و بخوابند تا در تابستان صرفه جویی کنند.

با مشاهده فعالیت مغز گوزن شمالی، فوهرر و همکارانش دریافتند که این حیوانات می توانند در حالی که تجربه خود را می جوند، بخوابند. به گفته a مطالعه منتشر شده جمعه در زیست شناسی کنونی. می‌گوید: «ما باید ذهن باز داشته باشیم که فقط یک نوع خواب وجود ندارد، روشی که مردم می‌خوابند، بلکه روش‌های دیگری نیز برای خوابیدن وجود دارد. ولادیسلاو ویازوفسکی، یک فیزیولوژیست خواب در دانشگاه آکسفورد که به این مطالعه وابسته نبود. «نگاه سنتی به آن این است که وقتی می‌خوابی، غذا نمی‌خوری. اما در این مورد دیگر زمانی برای خوابیدن وجود ندارد. آنها باید راهی هوشمندانه برای ترکیب این دو پیدا کنند و این کاری است که انجام می دهند.

گوزن شمالی و سایر نشخوارکنندگان از گیاهان ساخته شده از سلولز تغذیه می کنند که بدون کمی کار نمی توانند آنها را هضم کنند. گوزن‌ها به سرعت این غذاها را می‌خورند، سپس آن‌ها را بین معده‌شان، جایی که میکروارگانیسم‌های مفید به تجزیه آن‌ها کمک می‌کنند، و دهانشان، جایی که تجربه به سختی جویده می‌شود، جابه‌جا می‌کنند. این روند آهسته به گوزن اجازه می دهد تا در نهایت تمام مواد مغذی مفید موجود در غذای خود را جذب کند. و مطالعه جدید نشان داد که تجربه جویدن فوایدی فراتر از خوردن دارد – این فرآیند تکراری همچنین به حیوان کمک می‌کند تا از مزایای ذهنی خواب بهره‌مند شود.

فورر و همکارانش برای اینکه ببینند آیا گوزن‌های شمالی واقعاً در حین زندگی می‌خوابند یا نه، تصویربرداری الکتروانسفالوگرافی غیرتهاجمی (EEG) از امواج مغزی چهار گوزن شمالی ماده تاندرای اوراسیا را در گله‌ای اسیر در نروژ انجام دادند. آنها حیوانات را برای چهار روز متوالی در انقلاب تابستانی و زمستانی و همچنین اعتدال پاییزی مشاهده کردند. محققان دریافتند که گوزن شمالی در طول 24 ساعت روشنایی روز در تابستان، زمانی که غذا به طور طبیعی فراوان است، و همچنین در روزهای کاملا تاریک زمستان، زمانی که غذا کمیاب است و حتی در اعتدال پاییزی، به همان میزان می خوابند. فورر می‌گوید: «این به من نشان می‌دهد که به نوعی انگیزه خواب آنها، میزان خوابی که آنها نیاز دارند، به نظر می‌رسد توسط چیزی که از درون می‌آید تنظیم می‌شود، نه از بیرون.

این مطالعه همچنین نشان داد که هرچه آهوها زمان بیشتری را برای تجربه کردن سپری کنند، استراحت بیشتری داشتند. ضبط امواج مغزی EEG دلیل آن را نشان می دهد: هنگامی که گوزن ها بیدار هستند، امواج مغزی آنها شبیه امواج مغزی در طول خواب حرکت غیرسریع چشم (REM) است. از آنجایی که به نظر می رسد آنها از مزایای چنین خوابی لذت می برند در حالی که با آرامش تجربه خود را می جوند، حیوانات پس از یک تجربه استراحت می کنند.

و زمانی که آهوها زنده می مانند، رفتاری از خود نشان می دهند که بیشتر شبیه رفتار مورد انتظار در هنگام خواب است. به عنوان مثال، آن‌ها ساکت می‌ایستادند یا می‌نشستند و به مزاحمت‌هایی مانند حرکت آهوهای همسایه، مانند زمانی که بیدار می‌شوند، واکنش نشان نمی‌دهند. این مطالعه نشان داد که یک همسایه ایستاده یا نشسته در 45 درصد از مواقعی که آهو بیدار بود، توجه آهو را به خود جلب می کرد، اما تنها 25 درصد از مواقع زنده بود و تنها 5 درصد زمانی که حیوانات کاملاً خواب بودند.

رفتار گوزن‌ها باعث شد که به نظر برسید که خواب هستند، و ضبط EEG تأیید کرد که سیگنال‌های مغزی آنها ویژگی‌های معمولی خواب غیر REM را نشان می‌دهد. اما تیم به این فکر کرد که آیا آهو در حین زنده ماندن واقعاً از خواب سود می برد؟ واقعاً استراحت کرده بودند؟

پس از اینکه محققان آهو را به مدت دو ساعت بیدار نگه داشتند، EEG آنها تجمع فعالیت موج آهسته را نشان داد، به این معنی که حیوانات خسته و مجبور به خواب بیشتر و عمیق‌تر برای جبران این محرومیت شدند. سپس تیم آزمایش کردند تا ببینند آیا این تجربه باعث می‌شود حیوانات هوس خواب کنند، زیرا آنها را بیدار نگه می‌دارد. درعوض، فعالیت مغز نشان می‌دهد که آنها را استراحت می‌کند، همانطور که بعد از خواب استراحت می‌کنند. فورر توضیح می‌دهد: «من فکر می‌کنم این گامی رو به جلو برای نشان دادن، حداقل به‌طور غیرمستقیم، است که خواب تجربی نیز کارکردی دارد، و در واقع اگر در آنجا بخوابند، می‌توانند در زمان صرفه‌جویی کنند و عملکردهای مغز را در طول تجربه بازیابی کنند.»

ویازوفسکی می‌افزاید که مغز به طرز شگفت‌آوری در طول خواب پاسخ می‌دهد و رفتار ریتمیک، مانند زنده کردن دوباره، در واقع می‌تواند فعالیت مغز را جذب کند. او خاطرنشان می‌کند: «من فکر می‌کنم آن‌ها حتی ممکن است از این تجربه برای وارد کردن مغز به این حالت مدیتیشن مانند استفاده کنند تا از مزایای آن بهره ببرند. “فکر می‌کنم این واقعاً بسیار عالی است.”

به نظر می‌رسد توانایی شگفت‌انگیز گوزن‌های شمالی در تغذیه و خوابیدن همزمان، سازگاری با زندگی در تابستان کوتاه قطب شمال است و به آن‌ها اجازه می‌دهد بدون مکث برای خوابیدن، چاق شوند. تکنیک استراحت یکی از روش‌های مختلفی است که حیوانات عادات خواب خود را با محیط‌های قطبی شدید تطبیق می‌دهند. به عنوان مثال، سنجاب های زمینی قطب شمال بیش از نیم سال به خواب زمستانی می روند که به طور چشمگیری میزان متابولیسم و ​​دمای بدن آنها را کاهش می دهد. چانه بندها در نزدیکی قطب دیگر لانه می کنند بیش از 10000 بار در روز بخوابید– فقط برای چهار ثانیه در یک زمان.

اگرچه گوزن‌های شمالی در طول سال دائماً می‌خوابند، اما سطح فعالیت آنها کاملاً متفاوت است. به نظر می رسد حیوانات در تابستان بیشتر از زمستان تاریک فعال هستند. فورر می‌گوید: «در زمستان، به نظر می‌رسد که آنها فقط در حال خنک شدن هستند، اما دیگر نمی‌خوابند.

ویازوفسکی خاطرنشان می کند که دانشمندان همچنان متوجه می شوند که ارتباط بین فعالیت و خواب مشخص نیست. نوع فعالیت مهم است. در حالی که برخی از رفتارها مطمئناً خسته کننده هستند، برخی دیگر مانند تجربه می توانند به گونه ها اجازه دهند مغز خود را حتی در زمانی که بدنشان درگیر برخی وظایف است، استراحت دهد.

یکی از نویسندگان مطالعه گابریلا کی واگنرآ کرونوبیولوژیست در موسسه نروژی برای تحقیقات زیست اقتصاد، با برخی از بهترین کارشناسان گوزن شمالی در جهان کار می کند: تنها دامدارانی که حیوانات آنها تحت فشار فزاینده ای از فعالیت های انسانی مانند معدن، ترافیک و مزارع بادی هستند. او می‌گوید: «یک موردی که مدام در بحث‌ها مطرح می‌شود این است که سامی‌ها می‌گویند که گوزن‌های شمالی به چیزی نیاز دارند که «صلح در مراتع» می‌گویند. “این چیزی است که آنها به راحتی نمی توانند آن را کمیت کنند، کلمه ای از دانش سنتی است، و من فکر می کنم مطالعه ما نشان می دهد که این سکون، این بار برای فکر کردن، از نظر فیزیولوژیکی بسیار مهم است – نه تنها برای هضم، بلکه برای بهبودی.” مغز. “

این انطباق شگفت‌انگیز که گوزن‌های شمالی برای زندگی در قطب شمال ایجاد کرده‌اند همچنین به توضیح اینکه چگونه می‌توانند در هنگام فرا رسیدن تعطیلات برای ایفای نقشی منحصربه‌فرد آماده باشند، کمک می‌کند.

فورر می گوید: «می دانید کریسمس چه معنایی دارد. آنها در زمستان به خواب بیشتری نیاز ندارند، بنابراین هنوز زمان زیادی برای تحویل دادن هدایا دارند.