睡眠は私たち人間にとっても動物にとっても不可欠です。ただし、環境条件によっては、一定期間注意を怠ると重大なリスクが伴います。研究者らは今回、南極のヒゲペンギンの驚くべき適応を発見した。繁殖期には、ペンギンは一度に数秒しか眠らないが、1日に何千回も眠る。このようにして、彼らはクラッチの保護を犠牲にすることなく、1日に合計11時間以上眠ることができます。マイクロスリープを繰り返すことで十分な休息が得られるようです。
長い間眠っていない場合、私たちは無意識に一瞬うなずいてしまうことがあります。私たちの脳が一時的に睡眠状態に切り替わる、いわゆるマイクロスリープは、運転中に特に危険です。 「しかし、マイクロスリープが直接的な危険をもたらさない状況であっても、実際の睡眠から何らかの利益をもたらすのに十分な長さであるかどうかは不明である」と、フランスのリヨンにある神経科学研究センターのポール・アントワーヌ・リブレル率いるチームは書いている。 。
野生のペンギンはどのように眠るのか
この疑問に答えるために、リブレル氏と彼のチームは、南極のキングジョージ島で野生のヒゲペンギンを観察しました。 「繁殖期には、一方の親ペンギンは常に卵を守り、その後は小さなヒナを守らなければなりません。一方、もう一方の親ペンギンは、時には数日間餌を探しに出かけます」と研究者らは説明する。 「そのため、ペンギンたちはどうやって眠りながら子孫を守るかという課題に直面している。特にオオカモメはペンギンのコロニーの端にある巣を攻撃して略奪することを好む。」自分の同種の個体も、機会があれば、苦労して集めた巣作りの材料を盗むため、問題になる可能性があります。
研究のために、リブレル氏と彼のチームは、14 匹の野生のペンギンに一連の測定装置とセンサーを装備しました。このようにして、研究者らは動物の脳波を監視し、首の筋肉の緊張を測定し、動きを記録し、位置を決定することができた。場合によっては、ペンギンの繁殖をビデオに記録したこともあった。 「観察段階中、ペンギンは平均して22時間ごとにもう一方の親と交代する通常の繁殖行動を示した」と研究チームは報告している。 「場合によっては、もう一方の親が64時間以上不在だった場合もあります。」
一日に数千回の昼寝
研究者らは、モバイルEEG電極を使用して、ペンギンの脳が睡眠に典型的な波を示した時期を確認することができた。以前の研究から、ペンギンは脳の半分だけを使って眠ることがあり、脳の残りの半分は活動したままで、対応する目は開いていることがすでに知られていました。リブレル氏と彼のチームは、今回の研究でもこれを確認することができた。しかし、脳の両半球を使用したか、片方だけを使用したかに関係なく、ペンギンの睡眠段階は平均して 4 秒しか続きませんでした。 10 秒を超える昼寝は 28 パーセントのみで、最長は 34 秒でした。
ペンギンたちは一日に何千回も居眠りをしました。 「睡眠相が短いにもかかわらず、彼らは脳の一方または両方の半球で眠った時間を1日あたり合計約15時間蓄積した」と研究者らは報告している。 「脳の各半球は1日あたり11.5時間から12時間の睡眠をとっていました。その結果によると、巣と一緒にいた親の睡眠は特に断片的でした。」一方、狩猟をする親は、潜水中はほとんど眠らず、潜水後は陸上で長く休んでいた。
コロニーの真ん中で睡眠が妨げられる
研究者らはまた、コロニー内の巣の位置がペンギンの睡眠の質に影響を与えるかどうかも調べた。子孫の最も重要な捕食者であるカブオオトウゾクカモメは、コロニーの郊外にいる群れを攻撃することを好みます。したがって研究チームは、ペンギンがコロニーの中央に巣を作れば、より長時間の睡眠が可能だと考えた。しかし、ケースは逆でした。彼らの巣はトウゾクカモメからよりよく守られていたにもかかわらず、これらの親ペンギンは、コロニーの端にある親ペンギンよりもさらに断片的に眠りました。
研究者の観点からは、これについてはさまざまな説明が考えられます。考えられるのは、コロニーの端にいるペンギンは、危険が増すため起きている間はより警戒しなければならず、それを補うためにより多くの休息が必要であるということです。しかし、同種動物自体が捕食者よりも大きな撹乱源であることも考えられます。一方で、コロニー内の騒音レベルは非常に高く、マイクロスリープを妨害することさえあります。一方で、ペンギンたちは機会があれば巣の材料となる小さな丸い石をお互いに盗み合うことが知られています。
睡眠全般への影響
しかし、正確に何がペンギンを異常な睡眠パターンに導いたかは関係なく、睡眠全般について重要な洞察が得られる。「報告されたデータは、睡眠が起こらないときにも睡眠の利点がどのように得られるかを示す最も極端な例の1つである可能性がある」カリフォルニア大学サンディエゴ校のクリスチャン・ハーディング氏とオックスフォード大学のヴレディスラフ・ヴィャゾフスキー氏は、この研究の解説でこう書いており、この論文はサイエンス誌にも掲載された。 「ヒゲペンギンの睡眠と覚醒の間の絶え間ない切り替えは、睡眠調節一般を理解する上で重要な意味を持ちます。」
ただし、これは結果が人間に直接伝達できることを意味するものではありません。 「鳥や他の動物では完全に正常であっても、人間では異常または病的である可能性があります」とハーディング氏とヴィャゾフスキー氏は述べた。たとえば、睡眠の断片化は人間の神経変性疾患に関連していることが知られています。
出典: Paul-Antoine Libourel (フランス、ブロン、リヨンの神経科学研究センター) 他、サイエンス、 doi: 10.1126/science.adh0771
