Эврика 86 - [90]

Во время ныряния и пребывания под водой у дельфинов, как и у других ныряющих млекопитающих, пульс замедляется, средние показания от 103 снижаются до 82 ударов в минуту. Однако это относительное замедление ритма у дельфинов много меньше, чем у других ныряльщиков — водяных крыс, собак, тюленей. Обычно у млекопитающих сразу же после погружения в воду, буквально через доли секунды, сердце замедляет свою работу, а у дельфинов и под водой сохраняется двухфазный ритм: сразу же после вдоха-выдоха пульс частый-127, и только через 10–12 секунд быстрый ритм сменяется медленным — 57 ударов.

То, что погружение в воду не снимает развивающееся после вдоха учащение пульса, говорит о том, что автоматизм работы сердца шел путем принципиально иным, нежели у других млекопитающих.

^^^д^^^г- ^ у

ЭВОЛЮЦИЯ

И МОДЕЛИ СНА

Как спать в воде, то есть как спать, чтобы не захлебнуться во сне? Такая проблема возникла (в эволюционном смысле, конечно) десятки миллионов лет назад перед предками трех больших групп млекопитающих: китообразных, ластоногих и сиреневых, которые спустились с суши в океан и стали

ричноводными животными. Пока не появился человек, у этих зверей почти не было врагов, кроме одного, но очень страшного, под влиянием которого главным образом и шел отбор в сторону наилучшего приспособления к среде. Этот враг — вода, та стихия, в которой стали жить эти млекопитающие, ведь дышали-то они по-прежнему воздухом! Стоит только заболеть, устать, расслабиться, потерять координацию — и вода попадает в легкие, животное погибает. Таким образом, переселившиеся в воду теплокровные животные вынуждены были научиться постоянно поддерживать определенную позу и сохранять достаточно высокий уровень активности. Тут уж не до сна!

Действительнб, зоологи, изучающие дельфинов, обратили внимание, что некоторые их виды пребывают в непрерывном движении. Поскольку считалось само собой разумеющимся, что сон — это в первую очередь неподвижность, то был сделан вывод, что дельфины никогда не спят. Однако Джон Лилли заметил, что есть и такие виды этих животных, которые часто неподвижно зависают на поверхности воды, как поплавок, но при этом один глаз — всегда над водой и открыт. Исследователь высказал предположение, что у дельфина спит только одна половина мозга, а вторая выполняет сторожевую функцию. Как мы увидим далее, Лилли попал, что называется, "в десятку"… хотя' глаз здесь совершенно ни при чем. И кроме того, предположение Лилли в общем-то экспериментально не проверялось.

Понятно, что киты, дельфины, тюлени, не говоря уже о сиреневых (морских коровах), занесенных в международную Красную книгу, — это не лабораторные крысы, и проведение на них сложных физиологических исследований, да еще связанных с лабораторными операциями, чрезвычайно затруднительно. Немудрено, что сон этих животных оставался неизученным до

самого последнего времени. Только в 1973 году под Анапой небольшой коллектив исследователей из Института эволюционной морфологии и экологии животных (ИЭМЭЖ) имени А. Н. Северцова Академии наук СССР, руководимый Л. Мухаметовым и А. Супиным, начал впервые серьезное изучение сна черноморских дельфинов-афалин.

Вскоре была создана Утришская морская станция ИЭМЭЖ, и объем научных работ значительно расширился. Кроме афалин, стал исследоваться и другой вид дельфинов — так называемые азовки, или морские свиньи, ведущие иной образ жизни, чем афалины. Затем к исследованиям были подключены и ластоногие.

Как известно, сон млекопитающих и птиц состоит из двух отдельных фаз: медленного и быстрого, или парадоксального, снов, которые различаются между собой настолько же сильно, насколько каждая из фаз сна отличается от бодрствования. Когда животное или человек засыпает, вначале наступает медленный сон, который постепенно углубляется. После некоторого периода наиболее глубокого медленного сна происходит резкий переход к парадоксальному сну. Период парадоксального сна завершает цикл сна, длительность которого зависит от размеров животного. У человека, например, он составляет полтора часа. Затем происходит либо пробуждение, либо начинается новый цикл. Именно это циклическое чередование (а не состояние покоя!), выявляемое при регистрации биопотенциалов мозга, и оказывается самой главной характеристикой сна. Так вот, регистрация биопотенциалов дельфинов во время их плавания в воде показала удивительную картину: полушария мозга дельфина отсыпаются по очереди! При этом бодрствующее «дежурное» полушарие, видимо, обеспечивает достаточный уровень активности'.^

оно поддерживает необходимую позу, дает через каждые тридцать-сорок ^^^унд команду на всплывание для очередного дыхательного акта, управляет плаванием по кругу. Сильный внешний стимул приводит к немедленному пробуждению обоих полушарий. Особенно интересно, что засыпание иногда начинается в обоих полушариях одновременно, но глубокий медленный сон наблюдался всегда только в одном из двух полушарий — либо слева, либо справа. Надо сказать, что анатомические связи между полушариями у дельфина достаточно четко организованы. Следовательно, можно предположить, что в мозге дельфина существует какой-то механизм, который активно поддерживает и регулирует смену полушарий во сне. И действительно, когда дельфинам вводили вещества, вызывающие подобие двухполушарного сна, то они вынуждены были просыпаться для каждого дыхательного акта.