軍艦鳥一飛幾十天不落地，睡覺咋辦？就睡在風裡唄

知識 08-24

作者：Alulull

編輯：窗敲雨

軍艦鳥是長途飛行的好手，它們常常一出海就飛上好幾個月，期間只用在陸地上休息幾天。前段時間，有研究論文揭開了軍艦鳥長途飛行的秘訣：它們特別擅長借風而行。只要搭上一波上升氣流，它們不用揮一下翅膀，就能讓自己滑翔前進數十公里（更多閱讀：有種鳥一生都在飛？軍艦鳥：一生困難點，我也就飛個幾十天吧）

這種借力飛行的技巧堪稱精湛，但讀者們心中依然留有一個疑問：力氣是省了，但它們一直飄在天上，要怎麼睡覺呢？飛行中的鳥類大腦非常繁忙，既要提防可能出現的危險，又要留意控制飛行動作和航線。按理說，長時間的飛行確實需要充足的睡眠來保障，但在天空中熟睡怎麼看都是不可能完成的任務，軍艦鳥究竟如何解決缺覺難題？

在此之前，科學家們對軍艦鳥的睡覺問題已經給出了種種推測，但由於技術所限，真正可靠的研究證據遲遲未能出現。而現在，發表在《自然·通訊》（Nature Communications）上的一篇論文終於公布了軍艦鳥睡眠習慣的第一手資料。腦電數據顯示，軍艦鳥們確實能夠邊飛邊睡，不過每一次「飛行睡眠」的持續時間都非常短暫。面對睡眠剝奪和腦力需求之間的矛盾，軍艦鳥似乎自有一套平衡方法。

飛行睡覺兩不誤

2014年8月，研究者們來到位於太平洋東部的赫諾韋薩島（Genovesa Island），為在這裡餵養後代的15隻成年雌性軍艦鳥安裝了頭部加速度記錄儀、GPS以及腦電圖（EEG）記錄儀，並在接下來的10天里，對它們的飛行運動及大腦活動狀態展開了一番徹底調查。

腦電圖常會用在睡眠相關的研究當中，它的信號頻率和幅度能夠反映這些軍艦鳥的清醒程度。當哺乳動物和鳥類從清醒狀態轉入睡眠時，腦電圖信號會從低幅度的高頻活動變為高幅度的低頻活動，科學家通常將後面這種高幅低頻的信號稱為「慢波活動」（slow wave activity），伴隨著慢波活動的睡眠則稱為「慢波睡眠」（slow wave sleep，簡稱SWS）。

軍艦鳥一飛幾十天不落地，睡覺咋辦？就睡在風裡唄

在一隻軍艦鳥左右兩側大腦半球記錄到的兩種EEG信號。左圖中的信號幅度低，抖動頻率高，說明軍艦鳥正處於清醒狀態；右圖則抖動頻率相對較慢而幅度明顯增高，是典型的慢波活動，說明軍艦鳥正在進行慢波睡眠。圖片來自原論文

腦電分析結果表明，在白天，飛行中的軍艦鳥能一直維持清醒狀態。等到太陽落山一小時後，EEG信號開始偶爾被一些持續時間較短的慢波活動打斷。這說明，軍艦鳥很有可能正在一邊飛行一邊睡覺。另一項證據來自加速度記錄儀記錄到的頭部運動：當出現慢波活動時，軍艦鳥的嘴部向上抬起的角度會比清醒時更高，而縮脖子抬頭恰好是軍艦鳥在陸地上睡覺時的習慣姿勢。

軍艦鳥對入睡時機的把握也非常講究，它們往往會在搭乘氣流盤旋上升的時候睡覺，下降時則會盡量保持清醒，睡眠時身處的平均海拔高度也比清醒時更高。這樣一來，軍艦鳥們就可以減少因為睡迷糊而不慎落水的可能。

睜一隻眼，閉一隻眼

不僅如此，軍艦鳥還和海豚掌握了同樣的技巧，也就是僅讓一側大腦半球進入睡眠狀態，同時讓另一側保持相對清醒。此時，在兩側腦半球記錄到的慢波活動強度是不一樣的，因此這也被稱為「不對稱慢波睡眠」（asymmetric SWS）。統計表明，對飛行中的軍艦鳥來說，不對稱慢波睡眠佔據了總體睡眠時間的70%；而在剩下的30%時間裡，兩側大腦都進入了慢波睡眠狀態，但它們依舊能完成高超的飛行動作。

那麼，特意保持一側大腦清醒的意義是什麼呢？原來，在進行「不對稱睡眠」時，軍艦鳥的眼睛也是一睜一閉的：睜著的眼睛將視覺信號傳送給對側清醒的大腦半球，從而實現對周圍環境的監控。有趣的是，如果軍艦鳥恰好在不對稱慢波睡眠期間進行盤旋飛行，轉彎的方向往往也會與睜眼的一側保持一致，以便更好地看清自己前進的路線。

軍艦鳥一飛幾十天不落地，睡覺咋辦？就睡在風裡唄

軍艦鳥在攀升高度時的飛行路線（左）及「睜隻眼閉隻眼」的睡眠技巧（右）。清醒的大腦半球接收來自對側的視覺信息，為了看清前方是否有危險，轉彎的方向也盡量與圖中睜開的左眼一致，整體呈逆時針方向盤旋。圖片來自原論文

熬夜高手

即便掌握了如此特別的睡眠技巧，軍艦鳥在飛行時依然沒有安心地大睡特睡。它們的空中睡眠時間其實很短，僅佔總飛行時間的3%不到，睡眠深度也比在陸地上睡覺時更淺。在長時間飛行旅途的最後一天，軍艦鳥的睡眠需求理應變得非常高，但此時記錄到的慢波活動強度與出發的第一天相比並無差別。

這是一個非常意外的發現。以往研究表明，對我們哺乳動物以及許多鳥類來說，在維持一段清醒時間後進入慢波睡眠狀態時，腦電圖慢波活動的幅度便會與清醒時間的長度呈正比。這也就是說，熬得越久，之後慢波睡眠的程度也就越深。這是一種維持自身穩態的機制，一旦被打破就會造成嚴重後果。因此，過去很多學者推測，進行長途飛行的鳥類在飛行期間也需要較長的睡眠時間，以平衡飛行時的腦力消耗。

軍艦鳥一飛幾十天不落地，睡覺咋辦？就睡在風裡唄

圖片來源：www.ww2research.com

但是，在軍艦鳥這裡，情況似乎不大一樣。為了完成長途飛行，它們能夠在飛行期間無視睡眠的自我平衡機制，讓自己在進行少量零碎睡眠的同時維持長時間清醒，等到返回陸地之後，再一口氣將損失的睡眠時間補回來。像這樣的熬夜能力，放在我們人類身上可以說非常難以想像。研究者認為，如果能找到其中的原理，這或許能幫助我們更好地理解睡眠剝奪對人類帶來的負面影響。

半個AI

羨慕吧，人類？

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