Jak spí zvířata? Devatenáct hodin. Anebo skoro vůbec

Potřebu spánku mají nejen lidé, ale i všichni dosud prostudovaní živočichové. Spí ryby, žáby, krokodýli, ptáci a všichni savci. Oproti lidskému je spánek živočichů v mnoha ohledech odlišný. Jeho pozoruhodné formy popsal v knize Proč spíme: Odhalte sílu spánku a snění britský vědec, profesor neurovědy a psychologie na Kalifornské univerzitě v Berkeley a přední expert na výzkum spánku Matthew Walker. Přestože většina knihy zkoumá význam a vlastnosti spánku u lidí, jedna kapitola se věnuje mimo jiné i lůžkům primátů, spánků delfínů nebo podřimování jednou polovinou mozku. U drobných živočichů se přítomnost spánku dokazuje tak, že se sledují charakteristické rysy, které vykazujeme při spánku: nepohyblivost, snížené vnímání okolního světa a snadné probuzení. Zároveň, když je sledovaným živočichům spánek odepřen, vykazují spánkovou deprivaci a pak vyšší potřebu spánek dohnat.

Spánek je univerzální. Spí i primitivní červi, což se projevuje tak, že přestanou reagovat na vnější podněty. Červi se objevili minimálně před 500 miliony let, z čehož vědci odvozují, že spánek má starší původ než všichni obratlovci.

I jednobuněčné organismy jako bakterie procházejí aktivními a pasivními fázemi, které odpovídají střídání světla a tmy. To je možná předchůdce cirkadiánního rytmu bdělosti a spánku. Spánek se objevil s prvními formami života na planetě, liší se ale druh od druhu. Vědci se pokusili rozdělit živočichy podle několika faktorů: celkové množství spánku, jeho kvalita, složení nebo způsoby spánku.

Celkové množství spánku

Jedním z nejnápadnějších rozdílů, jakým organismy spí, je celkový čas strávený spánkem. Není zřejmé, proč některé spí dlouho a jiným stačí kratší doba. Není to vysvětleno velikostí těla, funkcí predátora nebo kořisti, denní nebo noční aktivitou.

Sloni potřebují o polovinu spánku méně než lidé – spí asi čtyři hodiny denně. Velcí spáči jsou lvi, kteří naspí průměrně 15 hodin za den. Rekordmanem v délce spánku je netopýr hnědavý – spí 19 hodin.

Doba spánku se liší i mezi příbuznými druhy spadajícími do stejné fylogenetické kategorie. Veverka má velmi odlišnou potřebu spánku oproti osmákovi degu, přestože oba jsou hlodavci a mají obdobné smyslové schopnosti, způsob rozmnožování a úroveň inteligence. Zatímco veverky spí průměrně 15,9 hodiny, osmáci potřebují pouze poloviční dobu, zhruba 7,7 hodiny.

Zato morčata spí stejně dlouhou dobu jako dospívající paviáni, 9,4 hodiny, přestože pochází z jiných fylogenetických řádů a liší se i velikostí těla.

Čím jsou tyto rozdíly způsobeny, vědci neví jistě. Nejlepší vysvětlení odlišné potřeby spánku vyplývá z kombinace toho, jestli je zvíře všežravec, masožravec nebo býložravec, tj. z jeho potravní specializace, zohledňuje rovnováhu mezi predátory a kořistí na stanovišti, přítomnost a charakter sociální sítě, složitost nervové soustavy a metabolismus.

Vědci se kromě měření kvantity spánku pokusili prozkoumat i jeho kvalitu spánku. Jenže oproti hypotéze, že živočichové s kratším spánkem budou spát „kvalitněji“, stojí zjištění, že spánek hlubší, takzvaně kvalitnější, mají živočichové, kteří spí déle. Kvalita se v tomto ohledu měřila mírou omezenosti vnímání okolního světa a nepřerušeností spánku. Může to být nedostatečný ukazatel, lepší ale zatím vědci nemají.

Spánek v rámci evoluce pravděpodobně formovalo mnoho sil a souvisí s vyvažováním potřeb v bdělém stavu. Zatím se ale nepodařilo vysvětlit extrémy, tedy například dlouhý, devatenáctihodinový spánek netopýrů, nebo vyloženě krátký spánek žiraf, které jím tráví jen 4 hodiny denně.

Složení spánku

Ne všechny druhy zvířat zažívají všechny formy spánku. Nicméně všechny druhy, u nichž se spánkové fáze dají měřit, zažívají nREM spánek, tj. fázi bez snění.

REM spánek, který je u lidí spjatý se sněním, mají v plnohodnotné podobě pouze ptáci a savci, to je živočichové, objevující se na evoluční časové ose nejpozději. U hmyzu, obojživelníků, ryb a většiny plazů se žádné známky REM spánku neprojevují.

Ačkoli se REM spánek objevuje u savců, je tu opět výjimka. A tou jsou kytovci. Ti totiž REM spánek nemají, respektive nebyl dosud objeven, kromě jednoho případu, kdy v roce 1969 jeden kulohlavec vstoupil do REM fáze na šest minut.

Smysl vyloučení REM spánku ze života mořských savců dává smysl. Když totiž mozek vstoupí do spánkové fáze REM, znehybní tělo. Mořští savci si však takovou nehybnost nemohou dovolit, protože musí plavat nepřetržitě od narození do smrti. Kdyby jejich tělo ve vodě zcela znehybnělo, byli by extrémně ohroženi na životě.

Tento trend dokazují ploutvonožci, například lachtani, kteří tráví život částečně na souši a částečně ve vodě. Když jsou na souši, procházejí nREM i REM fázemi spánku. Ale když se přesunou do oceánu, přestanou REM spánek zažívat.

Podle Matthew Walkera je ale možné, že kytovci spánkovou fází REM přece jen procházejí, ale její forma je jiná a vědci ji zatím neumí rozlišit.

Způsoby spánku

Kytovci zároveň mají schopnost takzvaného unihemisférického spánku – dokáží spát pouze jednou polovinou mozku. Zatímco jedna hemisféra zůstává vzhůru, aby zajistila pohyb potřebný k přežití, druhá v některých časových úsecích upadá do hlubokého nREM spánku. A to přesto, že jsou obě hemisféry úzce pospojované. Když se jedna hemisféra spánku nasytí, přepne se do ní druhá. Tento systém je poměrně složitý a spotřebuje velké množství energie, a přesto zřejmě dostatečně výhodný. I s jednou uspanou hemisférou se delfíni dokáží pohybovat a omezeně komunikovat.

Přestože se mozkové hemisféry delfínů umí ve spánku chovat nezávisle, v bdělosti fungují obě poloviny mozku sjednoceně.

Přestože je takové „zapínání“ a „vypínání“ mozku ojedinělé, nejsou kytovci jedinými živočichy, kteří schopností nREM spánku v rozdělených hemisférách disponují. Umí to i někteří ptáci.

Když jsou ptáci o samotě, jedna polovina mozku a odpovídající oko na druhé straně dávají pozor na hrozby v okolí. Druhé oko se zavře a odpovídající hemisféra usne. Pokud jsou ale ptáci v hejnu, dochází k ještě zajímavějšímu procesu.

Když se skupina usadí do řady, všichni ptáci uspí obě mozkové hemisféry, s výjimkou jedinců na kraji řady, kteří zůstávají „na stráži“. To musí nechat otevřené krajní oko a s ním musí ponechat bdělou i odpovídající hemisféru mozku. V určité chvíli se hlídači na stranách otočí o 180 stupňů a přepnou do spánku druhou hemisféru. Hejno tak funguje jako jeden organismus – odpočívá nejvyšší možný počet hemisfér a zároveň je zajištěná detekce hrozeb z obou stran hejna.

Toto oddělení se však děje pouze během nREM spánku. Neděje se naopak během fází REM, kdy jsou u všech živočichů uspané obě poloviny mozku. REM spánek vyžaduje zapojení obou hemisfér ve stejné míře.

Spánková deprivace

I živočichové omezují za určitých okolností dobu spánku. Jedním z důvodů je hladovění. Pokud je organismus vystaven hladovění, obstarávání potravy převýší nutnost spánku. Tento stav ale nemůže trvat dlouho.

Jiným příkladem odepření si spánku je sdílená spánková deprivace u kosatek a jejich čerstvě narozených mláďat. Kosatka rodí jedno mládě za 3–8 let. K vrhu přitom dochází mimo hejno. Protože během návratu je mládě extrémně zranitelné, spánek je na tuto dobu potlačen, aby kosatkám zajistil co největší šanci úspěšného návratu k hejnu.

Zatím nejpozoruhodnější projev spánkové deprivace byl ale popsaný u stěhovavých ptáků během migrace. Ptáci potřebují uletět obrovskou vzdálenost v omezeném čase. Standardní spánkový režim během stěhování nahrazují superkrátkými „šlofíky“. Ty trvají jen několik vteřin, stačí ale na odvrácení tělesných a mozkových poškození, která by po dlouhotrvající spánkové deprivaci nastala.

Zvláštní případ nakládání se spánkovou deprivací byl zaznamenán u strnadce bělokorunkatého. Vyvinula se u něj dočasná odolnost vůči nedostatku spánku: pokud je mu spánek odepřen během období stěhování, neprojeví se u něj žádné negativní následky. A to ani tehdy, pokud je mu spánková deprivace vnucena v laboratoři. Pokud je ale stejně dlouhá spánková deprivace vyvolána mimo období stěhování, způsobí mu řadu mozkových a tělesných poruch.

Nakládání se spánkem u živočichů je překvapivě pestré. Jeden motiv však mají živočichové společný s lidmi, a tím je, že zatím zůstává nedostatečně vysvětlené, proč všichni spíme. Autor knihu o spánku Matthew Walker se výzkumem spánku zabývá více než 20 let, sám ale uspokojivě nedokáže na tuto otázku odpovědět ani u lidí, ani u zvířat.

---

reklama

---