渡り鳥は休むことなく何百、何千キロも飛行することがよくあります。船員、鳴き鳥、シギ、海鳥の中には、毎年の飛行旅行中に数日、数週間、場合によっては数か月間中断することなく空中に留まる人もいます。しかし、このことは、これらの長距離飛行者がいつ寝るのかという疑問を引き起こします。結局のところ、これはすべての脊椎動物の基本的なニーズです。明白な説明は、これらの鳥は飛行中に眠っているだけだということでしょう。しかし、空から落ちたり、突然現れた障害物に衝突したりせずに眠るにはどうすればよいでしょうか?可能性の一つは、イルカやアヒルが地面で休んでいることからすでに知られているのと同じように、脳の片側だけで寝ることだろう。彼らは集団で横たわるとき、端で外側に向いた目を開いたままにする。脳の対応する半分は起きていますが、閉じた目に接続されている半分は眠っています。もう一つの可能性は、長距離飛行をする人々が、この時期に完全に睡眠をとらずに生きられるように身体を適応させているということだろう。アラスカでのハイイロシギの観察は、これが原理的に可能であることを証明しています。これらの鳥は、繁殖期全体を通じてほとんど睡眠を避けます。数秒から数分の短くて深い睡眠は時々しか許可されません。
データロガーで脳をのぞく
しかし、鳥類の長距離飛行についてはどうなのでしょうか?このパズルを解くために、ゼーヴィーゼンにあるマックス・プランク鳥類研究所のニールス・ラッテンボルグ氏とその同僚たちは、ガラパゴス諸島のグンカンドリの飛行音をいわば聞いた。彼らは頭に小型のデータロガーを取り付け、脳活動の変化を記録した。脳波と頭の動きに基づいて計算されます。科学者たちは、脳波の典型的な波形に基づいて、覚醒段階と睡眠段階を区別することができました。動物の背中に取り付けられた GPS 装置も、飛行高度と位置を記録しました。グンカンドリは通常、魚やイカを求めて何週間も海の上を飛び続けます。大型の海鳥は、最大 10 日間続く狩猟飛行で、最大 3,000 キロメートルを移動することができます。動物が陸に戻った後、研究者らは動物からデータロガーを取り出して評価した。
その結果、グンカンドリは飛行中に完全に睡眠を放棄することはなかった。鳥は日中起きていて、餌源を積極的に探していました。しかし、夜になると、データロガーは「徐波睡眠」の典型的な脳波パターンを数回記録しました。これらの本当の睡眠の兆候は数分間続き、通常はグンカンドリが滑空しているときに発生した、と研究者らは報告している。驚くべきことに、この睡眠パターンは一時的に脳全体に現れました。海鳥たちは飛行の途中で数分間完全に眠りに落ちた。ラッテンボーグ氏らによると、これはグンカンドリが意識的に位置や動きを制御しなくても、空中で安定して横たわることができることを示しているという。さらなる脳波データは、グンカンドリがどれほどリラックスできるかを示しました。いくつかの短い段階では、鳥はレム睡眠にさえ陥っていましたが、私たちの場合、それは急速な眼球運動が特徴です。睡眠のこの段階では通常、筋肉が弛緩しますが、飛行中にこれが起こるのは非常に珍しいことです。しかし、ラッテンボーグ氏の説明によれば、レム睡眠中のグンカンドリでは、筋肉の緊張が低下するため、飛行中に頭がわずかに下がりますが、この間の飛行行動は変化しません。
脳の半分を使って寝る
しかし、この空中での完全な眠りは、グンカンドリが真っすぐに滑空している段階でのみ機能するようです。一方、上昇気流を利用して上向きの円運動をする場合、脳の半分だけを使って眠ることになります。脳波データが明らかにしたように、飛行方向を見ている目に接続されている脳の半分は通常、覚醒したままです。 「グンカンドリは、潜在的な捕食者を監視するアヒルと同じように、他の鳥との衝突を防ぐために片目を開け続けています」とラッテンボーグ氏は言う。脳の一方または両方の半球に「徐波睡眠」とレム睡眠があるため、これらの長期飛行鳥は基本的に飛行中も陸上と同じ睡眠パターンを示しますが、飛行中の睡眠だけが著しく短く持続します。グンカンドリは平均して睡眠をとります。飛行時間は 1 日あたりわずか 42 分ですが、陸上では 12 時間以上かかります。科学者たちが空中で測定した最長連続睡眠時間は、わずか 6 分間でした。したがって、大型の海鳥は狩猟旅行中に十分な休息をとることができません。
しかし、グンカンドリは睡眠不足に伴う生物への悪影響をどのように補っているのでしょうか?私たち人間は、たとえ危険を十分に認識し、起きていようと戦っていたとしても、わずか数時間の睡眠不足で運転中に居眠りしてしまいます。 「なぜ私たちや他の多くの動物がこれほどまでに睡眠不足に苦しむのか、一部の鳥はもっと少ない睡眠でも容易に対処できるようだが、今のところは謎のままだ」とラッテンボーグ氏は言う。ここでさらに研究が進めば、睡眠とその喪失の影響についての理解について新たな洞察が得られる可能性がある。
