这种鸟可以边飞,边睡,却每天只睡 42 分钟

科学家发现,军舰鸟在飞行时能够睡觉,有时候是一个大脑半球醒着,另一个在睡,有时整个大脑全“睡着”了。

雨燕、鸣禽、鹬和海鸟等在地球上翱翔时,可以连续飞行几天、几周,甚至几个月。考虑到睡眠缺失会对飞行产生的不利影响,人们推测鸟类很可能会在飞行中睡觉。

 

睡着飞行的鸟是如何躲避障碍物,以及不从天空中掉下来呢?一个解决方案是每次只关闭一半大脑。正如 Rattenborg 曾经证明绿头鸭在陆地上的危险环境中睡觉时那样。当它们在鸭群的边缘睡觉,会让大脑一个半球保持清醒,同时睁着这个半球控制的那只眼睛,防止撞到别的鸭子,同时关注着潜在的危险。基于海豚可在游泳时半脑睡眠的发现,普遍的观点是,鸟类也可以在飞行中用依靠某种“自动驾驶系统”,实现飞行中的导航和空气动力学方面的调控。

 

然而,也有可能有些鸟进化出欺骗睡眠的办法。睡眠研究者与同事最近发现,雄性斑胸滨鹬在竞争雌性期间,可以连续几个星期只睡一点点。这让科学家又开始怀疑也许飞行的鸟类也有可能完全放弃了睡眠。因而,连续飞行的证据不能作为边飞边睡的证据。在没有直接监测鸟类的大脑活动状态前,这只是个假说。

 

为了确定鸟是否真的边飞边睡,研究者们需要记录大脑活动和行为的变化,以区分清醒状态和两种睡眠方式:慢波睡眠(slow wave sleep,SWS)和快速眼动(rapid eye movement,REM)睡眠。 Niels Rattenborg 与苏黎世联邦理工学院的 Alexei Vyssotski 合作,利用后者开发的小型装置测量飞行中鸟类的大脑活动的脑电图及头部运动的变化。

 

与厄瓜多尔的海洋鸟类学家 Sebastian Cruz 以及加拉巴戈斯国家公园合作,小组重点关注在加拉巴戈斯岛筑巢的大军舰鸟。军舰鸟是大型的海鸟,几周不间断飞行,以搜寻被食肉鱼类和鲸类驱赶到水表的飞鱼和鱿鱼。研究者暂时性地将“飞行数据记录器“”戴到筑巢的雌性军舰鸟的头上,然后这些鸟戴着记录器不停地觅食飞行达十余天,3000千米。在此期间,记录器会记录两个半脑的脑电波及头部活动,同时鸟背部的 GPS 装置会记录它们的位置及高度。当这些鸟回到陆地并休息一段时间后,就被重新抓住并取下这些装置。文章的共同一作,博士 Bryson Voirin 观察到,像加拉帕戈斯群岛的许多动物一样,军舰鸟在第二次被抓时,“它们极其平静,甚至在我走过去抓它们的时候还在睡觉。”

 

飞行数据记录器揭示了军舰鸟的睡眠模式,有些在意料之中,也有些部分出人意料。白天,鸟类保持清醒,积极寻找觅食的机会。太阳落山后, 在鸟类高飞时,脑电图时而由清醒模式切换为 SWS,并可持续几分钟。令人惊讶的是,SWS 不仅会只出现在一个半球,也可能同时在两个半球出现。这种双侧大脑睡眠表明,空气动力学的操控甚至连一侧脑清醒也不需要。尽管如此,与在陆地上睡眠相比, 飞行时候时候的半脑 SWS 比例更高。通过仔细检查军舰鸟的运动,研究人员发现了它们为什么进行半脑睡眠的线索。当鸟儿盘旋着,依靠上升气流时,面对气流转弯方向的那只眼睛连接的半脑通常保持清醒。而另一半脑睡眠,这表明鸟类正在注视着自己行动的方向。“军舰可能也像野鸭那样,防止与其他鸟类碰撞或留意捕食者”, Rattenborg 说道。

 

除了两种模式的 SWS ,中间也间杂有短暂的 REM 睡眠。虽然这一发现让研究睡眠的科学家感到震惊,对鸟类经验丰富的 Ratteborg 却并不那么意外。和哺乳动物不同,由于鸟类的长时间的 REM 会伴随着肌肉张力的完全消失,鸟类的 REM 睡眠只持续几秒钟。另外,虽然 REM 睡眠中导致的肌肉张力消失会导致头部下垂,鸟类却可以在这种情况下,双腿,甚至只用一条腿站立。类似地,当军舰鸟进入 REM 睡眠,虽然头部低垂,仍可保持飞行姿势。

 

或许最让人惊奇的是虽然军舰鸟可以在空中完成各种睡眠,它们平均每天却只睡 42 分钟。相反地,当回到陆地上,它们几乎每天要睡12个小时以上,并且睡的要沉得多。总体来可以说军舰鸟在飞行时被剥夺了睡眠。“为什么虽然夜间它们基本上不觅食,还是睡这么少依然是个迷。” Ratteborg 说。之前有研究表明无论在白天还是夜间,军舰鸟都在追随着预示着有大量食物的海洋漩涡,这可能是它们不睡觉的原因。有意思的是,这么短的睡眠意味着,这种任务需要两个大脑半球合作才能完成。也就是说,军舰鸟需要时时刻刻保持注意力,才能满足自己的生态需求。

 

Rattenborg 的长远目标是希望能知道军舰鸟为何能适应如此短暂的睡眠时间。人只要少睡了几个小时,即使明知十分危险、挣扎着想要保持清醒,还是会在开车时陷入睡眠。“为什么我们以及其他哺乳动物,睡眠不足就会痛苦不已,而鸟类却可以适应相对短得多的睡眠” Rattenborg 解释道。在其他许多动物上的实验证实了充足的睡眠对健康的重要作用,而理解军舰鸟为何不会如此,可能会让人们对睡眠的研究进入全新的阶段。

原文链接:http://phys.org/news/2016-08-birds-engage-flight-remarkably-small.html

from 

https://huanqiukexue.com/a/qianyan/shengwu__yixue/2016/0805/26322.html

----------------

有种鸟能连续飞十个月不落地,在飞行中睡觉或交配,无脚鸟的原型

有一种鸟,能够连续飞行十个月都不累都不落地,它能飞在空中睡觉,或者在空中交配,它的行为有点像传说中的无脚鸟,它的一生中大多数时间都在飞行中度过的。

这种鸟就是雨燕,它就是这么的强悍。

雨燕是飞行速度最快的鸟类之一。它是指属于鸟纲雨燕目的雨燕科鸟类。在很多年前,就有科学家发现它强悍的飞行能力,但是当时科学没有现在这么发达,所以不能很好的测量出雨燕能连续飞多久,能连续飞多远的距离?

一直到2016年,科学家们又开始了雨燕追踪调查。他们给很多只雨燕装了追踪器,结果发现有一些雨燕竟然能够连续飞行十个月都不曾降落。还有的鸟类学家根据数据分析,它们持续飞行的时间有可能远大于这个数字。

另外科学家们还发现一件有意思的事情,它们在连续飞行的时间里竟然还能在空中睡觉和交配。这就让人十分惊讶了。

雨燕的寿命基本可达21岁,它们的生命中的绝大多数的时间都在飞行中度过。总的飞行距离大概可以达到八十万千米,我们知道月球距离地球最远的远地点距离约为40.6万千米,所以它们飞行的距离大概等于去月亮那边飞了一个来回。

并且它们还有一个称号,就是为天空而生的鸟,因为它们不光在飞行中吃喝拉撒,并且还能在飞行中睡觉和交配。

它们之所以能够如此的飞行,是因为它们身体的独特构造,它们拥有一副比身体还大的大翅膀,并且它们的身形小而轻。翅膀张开以后好像回旋镖的两翼,独特的造型可以让它们飞行时候更节省能量,所以可以长时间的飞行。并且飞行速度可以达到110公里每小时。

它们是飞行专家,它们的速度能让它们在空中轻易的捕食,灵活的身体能让它们渴的时候掠过水面即可喝到水,完全不必降落下来喝水。

其实雨燕在空中吃喝拉撒并不是什么稀奇的事情,因为这些有很多鸟类都能做到。它们神奇的是它们可以在空中飞行中睡觉和交配,这点让好多人感到十分不可思议。

雨燕交配的方式和飞机伴飞时候很相似,就是两只雨燕速度一致,滑翔或者飞行时候保相对持稳定然后近距离接触,就可以做到短暂的接触泄殖腔后一起滑翔一小段距离就可以交配完毕。这个过程是十分短暂的。

另一点让人觉得不可思议的是雨燕可以在飞行中睡觉,这点其实是和海豚有点相似,它们的大脑是左右分开交替睡眠的。这种方式叫做“半脑慢波睡眠”,也就是当右侧大脑半球处于抑制睡眠状态时,左侧大脑半球则处在清醒兴奋状态,过一段时间后两边交替,右侧大脑兴奋状态,左侧大脑则处于睡眠抑制状态。也就是说它们并非像其他动物那样紧闭双眼完全陷入睡眠状态中的。

其中有一点要说明的是,交替睡眠,并不是说它有两个可以独立工作的大脑,它在睡眠的时候飞行速度会降低,并且飞的比以往更高,这样以保证飞行的安全。

在电影《阿飞正传》中,有提到这样一种鸟,它是印第安神话中的奇鸟,它生来就没有脚,它一生都御风飞行,只有在死亡的时候才落下来。

有很多人都认为雨燕是这种鸟的原型,原因就是它的脚很小,飞行姿态基本看不到它的脚。并且它一生大多数时间都在飞行。十分符合无脚鸟的传说。

实际上科学家们研究发现,雨燕已经进化的不适合在地面生存了,因为它们的爪子小而无力,落在地面甚至无法支撑身体在地上行走。它们的爪子四指朝前,所以导致它们落在平地站稳都很不容易。落地后起飞也十分不便,它们落地大多数时候都是用脚勾住类似树枝或者墙壁的地方来休息的。雨燕在地面如果碰到危险是很难躲过的,所及它们基本很少落地。所以只有繁殖期哺育幼鸟才会落地生活一段时间。

国人十分的喜爱雨燕这种鸟,从古至今不难看出国人对雨燕有着特殊的感情。在15年世界多国共同举办的国际雨燕保护会议上还成立了专门保护雨燕的组织,并且通过了雨燕“中国人民最喜爱的鸟类”的这一称号。因为在国人看来,雨燕是森林农田的守护者,是吃害虫的能手,所以雨燕是吉祥的代表。所以雨燕是人民的好朋友,雨燕还象征美好爱情,美好的生活。

古时候无数的古人也把雨燕写进诗词中,画入书画中,并且唱进歌中。1999年澳门回归也是用雨燕作为吉祥物的。08年奥运会吉祥物福娃妮妮头顶那只燕子就是雨燕,预示雨燕的精神永远流传。

from 

https://www.163.com/dy/article/H4E486A00552SLMD.html