Wetenschappers hebben voor het eerst kunnen zien hoe vogels tijdens hun vlucht in slaap vielen – een vermogen dat al lang wordt vermoed, maar nooit is bewezen.
De ontdekking kan eindelijk helpen verklaren hoe vogels dagen en weken achtereen kunnen vliegen zonder ooit aan land te komen – iets dat de biologiegemeenschap al tientallen jaren verdeeld houdt.
Dat komt omdat wetenschappers, zonder te weten wat er in de lucht gebeurt, er niet zeker van waren of vogels tijdens hun reizen wakker bleven, of slechts één hersenhelft tegelijk lieten rusten – iets wat eenden al op het land deden om te voorkomen roofdieren.
Nieuw onderzoek
Het nieuwe onderzoek vond zowel het verwachte als het onverwachte. Door de hersenactiviteit van fregatvogels te meten – zeevogels waarvan bekend is dat ze wekenlang over de oceaan vliegen op zoek naar vis – hebben onderzoekers voor eens en voor altijd aangetoond dat vogels tijdens de vlucht één halfrond tegelijk kunnen uitschakelen, zoals verwacht.
Maar ze kunnen ook beide hersenhelften tegelijk laten rusten – iets wat wetenschappers niet hadden verwacht dat ze zouden kunnen doen terwijl ze in de lucht bleven.
Om dit uit te zoeken ontwikkelde een team van het Max Planck Instituut voor Ornithologie in Duitsland een klein apparaatje dat elektro-encefalografische (EEG) veranderingen in de hersenactiviteit van vogels kon meten.
Dit apparaat, dat ze de “flight data recorder” noemden, kon zowel langzame golfslaap als snelle oogbewegingsslaap (REM) detecteren, en ze bevestigden het aan 15 volwassen vrouwelijke fregatvogels.
Het team registreerde hun hersenactiviteit gedurende tien dagen en meer dan 3.000 kilometer vliegen, terwijl een GPS-apparaat ook de positie en hoogte van de vogels volgde.
Nadat de vogels waren geland en enige tijd hadden gehad om te herstellen, verzamelden de onderzoekers de vluchtdatarecorders om de opnames te analyseren – en waren verrast door wat ze vonden.
Overdag bleven de vogels wakker en gingen actief op zoek naar vis. Maar toen de zon onderging, schakelden de vogels gedurende enkele minuten over in langzame golfslaap terwijl ze over het water bleven vliegen.
Vaker wel dan niet rustten de vogels slechts één halfrond tegelijk, iets wat de onderzoekers hadden verwacht. Naast eenden weten we dat dolfijnen kunnen blijven zwemmen terwijl ze slapen door één halfrond te verlaten, op zoek naar gevaar. Mensen doen dit ook als we op een nieuwe locatie in slaap vallen.
Toen fregatvogels dit gedrag vertoonden, onthulden de opnameapparatuur dat ze meestal rondcirkelden op stijgende luchtstromen, en dat ze alleen de halve bol verbonden met het oog dat in de richting van de bocht keek, wakker hielden. Dit suggereert dat ze keken waar ze heen gingen terwijl ze een dutje deden.
“De fregatvogels houden mogelijk andere vogels in de gaten om botsingen te voorkomen, net zoals eenden op roofdieren letten”, zegt hoofdonderzoeker Niels Rattenborg.
Maar de EEG-opnames lieten ook zien dat beide hersenhelften tegelijkertijd in een langzame golfslaap gingen, wat onverwacht suggereerde dat vogels in staat waren de aerodynamische controle te behouden, zelfs als hun hele brein slaapt.
In zeldzame gevallen gingen de vogels zelfs in korte perioden van REM-slaap terwijl ze in de lucht bleven – iets dat behoorlijk raar klinkt, aangezien de toestand bij de meeste zoogdieren verband houdt met totale spierontspanning.
Maar bij vogels duurde de REM-slaap tijdens de vlucht slechts enkele seconden, en de enige merkbare spierontspanning was een lichte buiging van het hoofd.
Uit de resultaten op het land bleek dat de vogels in deze toestand zelfs op één poot konden staan.
Minder dan een uur per dag slapen
Dit was allemaal fascinerend, maar misschien wel de grootste verrassing was het feit dat fregatvogels, ondanks dit unieke vermogen, minder dan een uur per dag sliepen, of gemiddeld 42 minuten om precies te zijn – minder dan 10 procent van de tijd die ze normaal gesproken doorbrengen met slapen. op het land.
Dit suggereert dat er een evolutionaire wisselwerking bestaat tussen het doen van een dutje op de vleugel – dus misschien hebben vogels meer kans op botsingen of missen ze voedsel tijdens het slapen – maar er moet meer onderzoek worden gedaan om erachter te komen wat er werkelijk aan de hand is.
“Waarom ze tijdens de vlucht zo weinig slapen, zelfs ’s nachts als ze zelden foerageren, blijft onduidelijk”, zegt Rattenborg.
Er is ook meer onderzoek nodig naar hoe de vogels functioneren met zo weinig slaap – iets dat rampzalig zou zijn voor de mens.
“Waarom wij, en veel andere dieren, dramatisch lijden onder slaapverlies, terwijl sommige vogels adaptief kunnen presteren met veel minder slaap, blijft een mysterie,” voegde Rattenborg eraan toe.
Dus terwijl de nieuwe studie één vraag beantwoordt – hoe vogels wekenlang in de lucht blijven zonder een pauze te nemen – zijn er nu nog een aantal opengesteld… en dat is wat zo geweldig is aan de wetenschap. Ons werk is nooit klaar.
