象鼻海豹的神奇天賦——每天只睡2小時!

記者 李娉婷/綜合報導

非洲草原象保持著哺乳動物中每晚睡眠時間最短的世界紀錄,牠們會突然打起瞌睡,整天小睡的時間加起來只有約2小時;但現在,科學家們發現一種和牠們名字有點關聯的海洋動物,睡眠時間也差不多短——在海上覓食的幾個月裡,北象鼻海豹每天平均也只睡2小時!不過當牠們回到陸地後,就會符合你對海豹的印象,一天要睡上10小時。

美國加州阿諾努耶佛州立公園(Año Nuevo State Park)海灘上沉睡的北象鼻海豹。   取自Smithsonian Magazine

在沙灘上打瞌睡的慵懶模樣,是許多人想到海豹時腦中會浮現的畫面,不過這種海豹的睡眠習慣,會顛覆你的想像:一項近日發表於《科學》(Science)期刊、突破性的研究表明,在象鼻海豹於海上度過的7個月裡,牠們一天的睡眠時間和非洲草原象——目前哺乳動物最短睡眠紀錄的保持者——不相上下,每天只睡大約2個小時。

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象鼻海豹在大海中尋找獵物時,會潛入2,500英尺深的海中,在沒有空氣的狀況下在海裡待上半小時,為了避免成為鯊魚或虎鯨的食物,牠們兩次潛水之間只浮出水面呼吸幾分鐘,到了海洋深處,黑暗就能幫助牠們躲藏。

「這是一個難題,如果你一直在潛水,如果你90%的時間都在水下度過,無法呼吸空氣,那你到底什麼時候睡覺?」未參與這項研究的蘇格蘭聖安德魯斯大學(University of St Andrews)海洋哺乳動物研究所生態生理學家麥肯奈特(Chris McKnight)說道

和海豚及海獅不同,象鼻海豹不能進行單半球睡眠(unihemispheric sleep,大腦的其中一個半球睡覺,另一個半球保持清醒),或者只用大腦的一部分睡覺,其餘則保持清醒。因此,科學家們長期以來一直想知道:在海上時,象鼻海豹到底什麼時候會休息?

為了更深入了解象鼻海豹的睡眠習慣,斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的研究員坎達爾-巴(Jessica Kendall-Bar)開發了一種新型泳帽狀裝置,能測量動物的大腦活動及收集移動與心率數據。她先對自己進行了一些測試,之後把裝置戴在13隻幼年雌性象鼻海豹身上,其中5隻在實驗室,8隻在野外。事實證明,象鼻海豹在半小時的潛水過程中會閉上眼睛,一次睡大約10 分鐘。

研究人員發現,象鼻海豹在慢波睡眠(slow-wave sleep,又稱深度睡眠)中可以維持身體姿勢,這是非快速動眼期睡眠的最深階段。但是當象鼻海豹切換到快速動眼期時,牠們的一些肌肉會暫時癱瘓,似乎失去了對身體的控制,並開始以獨特的下降方式沉到海底,「我們認為海豹在這段時間被動地漂流。像開瓶器一樣的螺旋式下降則是流體動力學中水中物體下沉的結果。」坎達爾-巴,「就像一片落葉。」

象鼻海豹在睡覺時的下沉方式。   取自Gizmodo

研究共同作者、加州大學聖克魯茲分校(University of California, Santa Cruz)比較生態生理學家威廉斯(Terrie Williams)說:「值得注意的是,任何哺乳動物都會在水面下數百公尺深處漂流時睡著;這不是淺層睡眠,而是真正的癱瘓性深層睡眠,在這種狀態下人類會打呼。而海豹的大腦在氧氣耗盡前,會可靠地把牠們從昏迷中喚醒。」

使用這些收集到的資訊,研究人員建構了一套從潛水數據來識別動物睡眠時間的算式,並用此計算先前從300多隻象鼻海豹身上收集到的數據,最後發現象鼻海豹雖然在海上一天只睡約2小時,但回到陸地後,牠們一次會睡上10多個小時。

坎達爾-巴表示:「北象鼻海豹在睡眠時間方面表現出無比的彈性……沒有其他哺乳動物能從有200多天每天只睡約2個小時,到後來變成每天睡10.8個小時。了解更多海洋哺乳動物在海上睡覺的地點、時間和方式,可以幫助科學家改善對牠們關鍵休息棲地的管理。」

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