脳が熟睡してても飛べる。
これまで、ある種の鳥はものすごく長時間飛び続けるので、｢飛びながら眠る能力｣があるのではないかと考えられてきました。ただそれはあくまで推測に過ぎず、確証はなかったのですが、新たな実験でその証拠が確認されました。飛びながら眠れる鳥が、本当にいるんです。
Nature Communicationsに発表された新たな論文で、マックス・プランク研究所のNiels Rattenborgさんたちは、その証拠を示しました。論文によると、ある種の鳥は脳の半分またはすべてをシャットダウンして眠るんだそうです。そしてその鳥たちはレム睡眠中、筋肉の緊張がなくても飛べるんです。
ある種の鳥、たとえばアマツバメ、鳴禽類、シギ、海鳥などが、十分な睡眠を取っていないらしいことは研究者の間で知られていました。長い距離を飛ぶ鳥たちは数カ月間も眠らずに活動し続けることもあるので、脳の片側だけ眠る｢半球睡眠｣の能力があると考えられていたわけです。
たとえばイルカは半球睡眠ができるので、眠っていても溺れずに済みます。つまり半球睡眠中は、休息しながらも周りの状況は把握し続けているんです。
鳥の半球睡眠は、陸上にいるカモでは観察されたことがありましたが、飛行中に関してはあくまで推測に過ぎませんでした。そこでRattenborgさんたちは飛んでいる鳥の脳活動を記録して、レム睡眠や徐波睡眠といった睡眠状態が起こるかどうかを分析しました。
Rattenborgさんたちはチューリッヒ大学やスイス連邦工科大学の研究者とともに、鳥の頭に付けて脳電図を記録し、頭の動きも監視できるデバイスを開発しました。
実験対象には、ガラパゴス諸島に巣を持ち、獲物を探してときには何週間もノンストップで飛び続けるグンカンドリが選ばれました。Rottenborgさんたちが開発したデバイスを頭に付けたグンカンドリたちは、3,000kmの距離を休みなく飛んでいきました。
フライトデータレコーダーが回収・分析されると、驚きのデータがとれたのです。鳥たちは日中は目覚めていましたが、日が沈むとモードが切り替わっていました。積極的に獲物を探すモードから、静かに滑空するだけのモードになり、その中で最長数分間の徐波睡眠が確認されたんです。
興味深いことに、徐波睡眠は脳の片側だけでなく、両半球に同時に起こることもありました。つまり、飛びながら脳全体が熟睡していたんです。研究チームでは、グンカンドリは半球睡眠でなくても飛ぶことができるのだと結論付けました。
とはいえ半球睡眠も頻繁に起きていて、それはグンカンドリが気流に乗って旋回しているときでした。片目を開けて行き先を確認し、他の鳥との衝突を避けようとしていたのだと考えられます。
また、グンカンドリは時々レム睡眠にも入っていました。レム睡眠では筋肉の緊張がなくなってしまうので、飛んでいる最中に入ったら落ちてしまいそうな気がします。でも鳥のレム睡眠は哺乳類のそれとは違い、数秒くらいしか続きません。筋肉がゆるむことで鳥の頭は一瞬落ちていたのですが、飛び方には影響はありませんでした。
飛びながら眠れるんだったらずっと寝てるほうが楽じゃないかと思うんですが、飛んでいるときのグンカンドリの睡眠時間は1日平均42分と、ものすごく短いこともわかりました。陸上にいるときは1日12時間も寝ていたので、飛んでいるときは相対的に睡眠不足になっているはずです。そんな睡眠不足でどうして活動できるのかは、まだわかっていません。
移動しながら1時間とかしか寝ない日って人間にもたまにありますけど、理由が仕事でも遊びでも文化祭でも、かなりつらいですよね。それを何カ月も続けて平気でいられる仕組みって何なのか、すごく気になります！
Top Image by B. Voirin
source: Nature Communications
George Dvorsky - Gizmodo US［原文］
（miho）
