Если человек или, тем более, ленивец закрыл глаза, это отнюдь не значит, что он спит. Точно установить его состояние можно лишь с помощью электроэнцефалографии, когда регистрируется электрическая активность мозга. И если первые наблюдатели за этими уникальными млекопитающими считали, что в состоянии сна ленивцы проводят около 20 часов в сутки, то регистрация ЭЭГ снизила этот параметр до 15 часов.
Однако и этого, как выясняется, много. Последняя работа Нильса Раттенборга из Института орнитологии общества имени Макса Планка и его коллег снижает время, которое ленивцы проводят в состоянии сна до 9 часов 40 минут (в среднем). Статья учёных опубликована в Biology Letters британского Королевского общества. Измерить это значение удалось благодаря использованию миниатюрных датчиков, позволяющих измерять активность мозга ленивца в природе, а не только в стенах лаборатории.
неполнозубые млекопитающие, относящиеся к семейству Bradypodidae; в прошлом сюда же относились и представители семейства двупалоленивцевых.
Ленивцы питаются почти исключительно древесными листьями, хотя могут при случае съесть насекомое или мелкую ящерицу. Листья трудно перевариваются и обладают очень низкой калорийностью и питательной ценностью. Для переваривания листьев ленивцы используют бактерию-симбионт, живущую в их пищеварительном тракте. Переваривание занимает около месяца. У сытого ленивца две трети веса тела может приходиться на еду в желудке.
Из-за низкой калорийности листьев, физиология и поведение ленивцев ориентировано на жесткую экономию энергии. Почти все время ленивцы проводят, вися на ветке дерева спиной вниз. Чтобы не падать с дерева, ленивцы обладают большими и острыми когтями.
До недавнего времени считалось, что ленивцы спят по 15 часов в сутки; по последним данным, это лишь время, которое они проводят с закрытыми глазами, спят из них ленивцы лишь 9-10 часов. Даже бодрствуя, они передвигаются очень медленно и только когда это необходимо (отсюда название). Ленивцы обладают длинной шеей, позволяющей им доставать листья с большой территории, не передвигаясь. Температура тела активного ленивца составляет 30-34 °C, а в покое ещё ниже.
Ленивцы очень не любят слезать с деревьев, потому что на земле они совершенно беспомощны; кроме того, это требует затрат энергии. Слезают вниз они для отправления естественных потребностей, которое совершают всего раз в неделю (поэтому мочевой пузырь у них огромный) и иногда для перехода на другое дерево. Роды часто происходят на дереве.
Ленивцы настолько медлительны, что в их шерсти часто живет бабочка-огнёвка. Кроме того, в шерсти многих видов ленивцев живут сине-зелёные водоросли (бактерии, способные к фотосинтезу), придающие ленивцам зеленоватый цвет, делающий их незаметными, и являются дополнительным источником пищи.
Из-за необычного положения тела ленивцев, их органы тоже расположены необычно. Печень повернута к спине и не соприкасается с брюшной стенкой, трахея изгибается и т. д. Шерсть направлена к хребту, в отличие от всех прочих млекопитающих.
Как у всех неполнозубых, мозг ленивцев содержит очень мало извилин, но хорошо развиты обонятельные области.
Ленивцы могут выдержать падение с большой высоты. Маленькие ленивчики цепляются не за деревья, а за шерсть матери. Иногда они падают, и при этом могут погибнуть, так как мать может и не полезть вниз за своим детенышем.
Ленивец не может ни защитить себя, ни убежать от хищника. Тем не менее, ленивцы очень многочисленны, благодаря окраске и медленным движениям, делающих их практически незаметными. В некоторых областях ленивцы составляют две трети биомассы млекопитающих. Только один вид из пяти, ленивец ошейниковый, объявлен исчезающим.
Ленивцы водятся в Центральной и Южной Америке. В прошлом они водились и в Северной Америке, но были почти немедленно истреблены после прихода туда европейцев.
Масса тела ленивцев разных видов варьирует от 4 до 9 кг, а длина тела составляет около 60 сантиметров. Родственниками ленивцев являются броненосцы и муравьеды, тоже относящиеся к неполнозубым. Предками ленивцев были мегатерии, огромные животные размером со слона или быка, питавшиеся, как и современные ленивцы, листьями деревьев. Мегатерии вымерли 10–12 тыс. лет назад и были современниками первобытных людей. Более того, по крайней мере один из видов гигантских ленивцев использовался, вероятно, как домашнее мясное животное.
В прошлом всех ленивцев относили к одному семейству, но потом было доказано, что ленивцы двух семейств не родственны друг другу. Сходство их внешнего вида, физиологии и поведения связано с конвергентной адаптацией к древесному образу жизни.
Объект для исследования зоологи выбрали не случайно: трехпалый ленивец, в отличие от приматов, просто не способен повредить дорогостоящую аппаратуру.
И даже если он не спит большую часть времени, как теперь выяснилось, он достаточно медлителен, чтобы в его шерсти могли жить даже бабочки.
Конечно, остается немалый риск того, что ленивец свалится с дерева. Однако в любом случае упадёт он не на голову, а именно на неё была надета маленькая шапочка специального электроэнцефалографа, разработанного Алексеем Высоцким из Цюрихского университета.
раздел электрофизиологии, изучающий закономерности суммарной электрической активности мозга, отводимой с поверхности кожи головы, а также метод записи таких потенциалов.
Электроэнцефалография дает возможность качественного и количественного анализа функционального состояния головного мозга и его реакций при действии раздражителей. Запись ЭЭГ широко применяется в диагностической и лечебной работе (особенно часто при эпилепсии), в анестезиологии, а также при изучении деятельности мозга, связанной с реализацией таких функций, как восприятие, память, адаптация и т. д.
Начало изучению электрических процессов мозга было положено Д. Реймоном в 1849 году, который показал, что мозг, также как нерв и мышца, обладает электрогенными свойствами.
24 августа 1875 года английский врач Ричард Кэтон (1842-1926) сделал доклад на заседании Британской медицинской ассоциации. В этом докладе он представил научному сообществу свои данные по регистрации от мозга кроликов и обезьян слабых токов. В том же году независимо от Кэтона русский физиолог В. Я. Данилевский, в докторской диссертации изложил данные полученные при изучении электрической активности мозга у собак. В своей работе он отметил наличие спонтанных потенциалов, а так же изменения вызываемые различными стимулами.
В 1882 году Иван Михайлович Сеченов опубликовал работу «Гальванические явления на продолговатом мозгу лягушки», в которой впервые был установлен факт наличия ритмической электрической активности мозга. В 1884 году Н. Е. Введенский для изучения работы нервных центров применил телефонический метод регистрации, прослушивая в телефон активность продолговатого мозга лягушки и коры больших полушарий кролика. Введенский подтвердил основные наблюдения Сеченова и показал, что спонтанную ритмическую активность можно обнаружить и в коре больших полушарий млекопитающих.
Начало электроэнцефалографическим исследованиям положил В. В. Правдич-Неминский опубликовав 1913 году первую электроэнцефалограмму записанную с мозга собаки. В своих исследованиях он использовал струнный гальванометр. Так же Правдич-Неминский вводит термин электроцереброграмма.
Первая запись ЭЭГ человека получена австрийским психиатром Гансом Бергером (1873-1941) в 1928 году. Он же предложил запись биотоков мозга называть «электроэнцефалограмма». Работы Бергера, а также сам метод энцефалографии получили широкое признание лишь после того как в мае 1934 года «ритм Бергера» был впервые продемонстрирован в ходе собрания Физиологического общества в Кембридже.
Продолжительность эксперимента, прошедшего в джунглях Южной Америки, составила около 7 месяцев, так что в надёжности и достоверности информации, собранной зоологами, сомневаться не приходится.
Установить связь активности мозга и некоторых физиологических особенностей, весьма необычных для млекопитающих – например, переваривания пищи в течение месяца или мочеиспускания всего лишь раз в неделю – ученым пока не удалось.
Исследование сна ленивцев важно не только для удовлетворения любопытства зоологов или исправления репутации не такого уж и сонливого, как выясняется, животного.
Такие работы также очень важны при изучении расстройств сна у человека.
естественный физиологический процесс пребывания в состоянии с минимальным уровнем активного сознания и пониженной реакцией на окружающий мир, присущий млекопитающим, птицам, рыбам и некоторым другим животным, а также насекомым (например, дрозофилам).
Во сне повышается уровень анаболических процессов и снижается катаболизм.
Сон в норме происходит циклически, примерно каждые 24 часа, хотя внутренние часы человека обычно идут с циклом в 24,5–25,5 часа. Этот цикл переопределяется каждые сутки, наиболее важным фактором которых является уровень освещения. От естественного цикла освещённости зависит уровень концентрации гормона мелатонина. Повышение уровня мелатонина вызывает непреодолимое желание спать. Помимо ночного сна в некоторых культурах существует физиологически обусловленный кратковременный дневной сон – сиеста.
Непосредственно перед сном наступает состояние сонливости, снижения активности мозга, характеризующееся:
1. снижением уровня сознания;
2. зевотой;
3. понижением чувствительности сенсорных систем;
4. урежением частоты сердечных сокращений, снижением секреторной деятельности желёз (слюнных → сухость слизистой рта; слёзных → жжение глаз, слипание век).
Сон – особое состояние сознания человека и животных, включающее в себя ряд стадий, закономерно повторяющихся в течение ночи. Появление этих стадий обусловлено активностью различных структур мозга.
Во время сна у человека периодически чередуются две основные фазы: медленный и быстрый сон, причём в начале сна преобладает длительность медленной фазы, а перед пробуждением – растёт длительность быстрого сна. Полисомнография (система регистрации электроэнцефалограммы, электроокулограммы и электромиограммы) показывает, что сон у большинства людей состоит из 4–6 волнообразных циклов, длительностью 80–100 мин.
Каждый цикл включает фазы «медленного», или ортодоксального, сна (МС), на долю которого приходится 75% сна, и «быстрого», или парадоксального (БС), составляющего около 25%.
Кроме того, с подобными проблемами сталкиваются все ученые, работающие с экспериментальными животными. Решить их до сегодняшнего дня ни посредством сбалансированных кормов, ни за счет увеличения объема клетки и смены обстановки в ней, ни даже с помощью многочисленных «тренажеров» пока не удалось.
Ученые надеются, что внедрение телеметрических систем поможет в изучении, по крайней мере, активности и поведения. Для забора образцов крови или тканей животных всё равно придется ловить.
