象海豹在海上一天睡眠2小时

第一次,科学家们记录大脑活动自由放养,野生海洋哺乳动物,揭示了睡眠习惯的象海豹在个月他们花在海上。

这项新发现,4月20日发表在科学显示,虽然象海豹可能每天花10个小时睡在沙滩上在繁殖季节,他们平均每天2小时的睡眠时海上长达数月的觅食之旅。他们睡在深约10分钟一次,30分钟的潜水,经常螺旋式下降而熟睡,有时一动不动躺在海底。

领导这项研究的第一作者杰西卡Kendall-Bar作为加州大学圣克鲁兹分校的研究生与丹尼尔·科斯塔和Terrie威廉姆斯UCSC的生态学和进化生物学教授。

”多年来,中央象海豹的问题之一是他们睡觉的时候,”科斯塔说,加州大学的海洋科学学院。科斯塔的实验室领导UCSC的象海豹的研究项目在去年超过25年,准备使用日益复杂的标记来追踪运动和潜水的海豹在觅食行为迁移,当他们走进北太平洋只要8个月。

“他们经常潜水的潜水记录显示,我们认为他们必须睡在我们所说的漂移潜水,当他们停止游泳,慢慢下沉,但是我们真的不知道,”科斯塔说。“现在我们终于能够说他们肯定睡在这潜水,我们还发现,他们不睡很整体比其他哺乳动物。”

事实上,在他们几个月在海上,象海豹对手的记录至少睡在所有哺乳动物中,目前被非洲象,似乎每天睡两个小时根据他们的运动模式。

“象海豹是不同寻常的,因为它们之间切换时睡眠很多在陆地上,每天超过10小时,和两个小时或更少的在海上时,“Kendall-Bar说,世卫组织目前正在加州大学圣地亚哥分校的博士后研究员的斯克里普斯海洋研究所的。

安全的地方睡觉

象海豹最容易受到食肉动物如鲨鱼和虎鲸在大海的表面时,他们只花了两分钟呼吸之间的表面在潜水。

“他们能够屏住呼吸很长一段时间,这样他们就可以进入深睡眠在这些深入地表以下的安全,“Kendall-Bar说。

Kendall-Bar开发了一个系统能可靠地记录大脑活动(如脑电图或脑电图)在野生象海豹在海上正常潜水行为。用氯丁橡胶headcap安全EEG传感器和一个小数据记录器记录的信号,系统可以恢复当动物在去年回到海滩。

“我们使用相同的传感器使用在人类睡眠研究睡眠诊所和一个可移动的,灵活的粘合剂把headcap这水没法和干扰信号,“Kendall-Bar说。

除了脑电图系统,海豹身上携带录音机,加速度计和其他工具,允许研究人员追踪海豹的运动以及相应的大脑活动。录音显示潜水密封进入深睡眠阶段称为慢波睡眠的同时保持受控向下滑行,然后过渡到REM睡眠(REM),当睡眠麻痹导致它们倒置和向下漂移的“睡眠循环。”

“他们进入慢波睡眠,保持身体姿势几分钟前进入快速眼动睡眠,当他们失去姿势控制和完全颠倒,“Kendall-Bar说。

在这发生的深度,海豹浮力通常,继续下跌被动地在螺旋螺旋”像一片落叶,”威廉姆斯说。在较浅的水域大陆架,象海豹有时睡在海底歇息的时候。

“这似乎不可能,他们将真正进入麻痹REM睡眠期间潜水,但它告诉我们一些关于这些海豹的决策过程在水柱看到他们感到安全足够的睡觉,”威廉姆斯说,他比较神经生理学实验室UCSC的。

睡眠录音

在发展中新的脑电图仪,Kendall-Bar首先部署它的象海豹住暂时UCSC长海洋实验室的海洋哺乳动物设施。下一步是部署在动物象海豹殖民地在圣克鲁斯去年储备北,那里的研究人员可以观察动物在沙滩上。

“我花了很多时间看海豹,睡觉”Kendall-Bar说。“我们的团队监控仪器的密封,以确保他们能够重新与殖民地和自然行为。”

一些海豹带短远足到水里,但观察潜水行为研究人员使用易位过程由科斯塔的实验室。青少年女性象海豹配备EEG传感器和追踪器从去年运送到蒙特雷和释放在蒙特雷湾南端的海滩上。在接下来的几天里,动物会游回去年在蒙特雷峡谷深处,他们的行为非常类似于潜水期间见到更长的开放海域觅食之旅。

与大脑活动和潜水行为数据来自13个青少年女性象海豹,包括104睡眠潜水,Kendall-Bar发明了一种高度准确的算法识别时间的睡眠基于独自潜水的数据。这使她估计睡眠配额334成年海豹使用潜水数据记录在几个月期间觅食旅行。

“因为丹哥的数据集策划了25年的象海豹在去年工作,我能够推断我们的结果超过300动物和得到一个全民看睡眠行为,“Kendall-Bar说,现在计划用类似的方法来研究大脑活动在其他种类的海豹和海狮和人类的保持者。

威廉姆斯称Kendall-Bar绝技的工作项目。“这是一个了不起的壮举把这个,”她说。”她开发了一个脑电图系统工作在一个动物潜水几百米的海洋。然后她用数据来创建数据驱动动画我们可以想象动物正在做什么,因为它通过水柱潜水。”

结果可能有助于保护工作通过揭示“sleepscape”首选的休息场所,Williams说。“通常情况下,我们关注保护动物的地方去养活,但也许他们睡觉的地方是一样重要的其他重要栖息地,”她说。

参考:Kendall-Bar JM,威廉姆斯TM, Mukherji R, et al .潜水海豹的大脑活动显示短在深度睡眠周期。科学。2023,380 (6642):260 - 265。doi:10.1126 / science.adf0566

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