Por primera vez, los investigadores descubrieron que las aves pueden dormir en vuelo. Junto con un equipo internacional de colegas, Niels Rattenborg del Instituto Max Planck de Ornitología en Seewiesen midió la actividad cerebral de las fragatas y descubrió que dormían en vuelo conya sea un hemisferio cerebral a la vez o ambos hemisferios simultáneamente. A pesar de poder realizar todo tipo de sueño en vuelo, las aves dormían menos de una hora al día, una fracción del tiempo que pasaban durmiendo en tierra.actuar adaptativamente con tan poco sueño sigue siendo un misterio.
Se sabe que algunos veloces, pájaros cantores, lavanderas y aves marinas vuelan sin parar durante varios días, semanas o meses mientras atraviesan el globo. Dado el efecto adverso que tiene la pérdida de sueño en el rendimiento, se supone comúnmente que estas avesdeben cumplir con su necesidad diaria de dormir en el ala.
¿Medio despierto o completamente despierto en vuelo?
¿Cómo podría un pájaro dormir en vuelo sin chocar con obstáculos o caerse del cielo? Una solución sería apagar solo la mitad del cerebro a la vez, como lo mostró Rattenborg en patos silvestres durmiendo en una situación peligrosa en tierra. Cuandodurmiendo al borde de un grupo, los patos silvestres mantienen despierto un hemisferio cerebral y el ojo correspondiente abierto y dirigido lejos de las otras aves, hacia una amenaza potencial. Según estos hallazgos y el hecho de que los delfines pueden nadar mientras duermen unihemisféricamente, es comúnasumió que las aves también dependen de este tipo de piloto automático para navegar y mantener el control aerodinámico durante el vuelo.
Sin embargo, también es posible que las aves hayan desarrollado una forma de hacer trampa en el sueño. El reciente descubrimiento del investigador del sueño y sus colegas de que las lavanderas pectorales masculinas que compiten por las hembras pueden funcionar adaptativamente durante varias semanas a pesar de dormir muy poco, planteó la posibilidad de que las aves simplemente renunciendormir completamente en vuelo. En consecuencia, la evidencia de vuelo continuo no es por defecto evidencia de sueño en vuelo: sin medir directamente el estado cerebral de un pájaro, las afirmaciones anteriores de que las aves duermen en vuelo siguen siendo meras especulaciones.
El registrador de datos de vuelo atrapa pájaros durmiendo en el ala
Para determinar realmente si las aves duermen en el vuelo y cómo lo hacen, los investigadores necesitaban registrar los cambios en la actividad y el comportamiento del cerebro que distinguen la vigilia de los dos tipos de sueño que se encuentran en las aves: sueño de onda lenta SWS y movimiento ocular rápido REM sueño. Niels Rattenborg se asoció con Alexei Vyssotski Universidad de Zurich y el Instituto Federal Suizo de Tecnología, ETH que desarrolló un pequeño dispositivo para medir los cambios electroencefalográficos en la actividad cerebral y los movimientos de la cabeza en las aves voladoras.
En colaboración con el Parque Nacional Galápagos y Sebastián Cruz, un biólogo ecuatoriano de aves marinas, el equipo se centró en las grandes fragatas que anidan en la Isla de las Galápagos. Las fragatas son grandes aves marinas que pasan semanas volando sin parar sobre el océano en busca de peces voladores ycalamar conducido a la superficie por peces depredadores y cetáceos. Los investigadores colocaron temporalmente el pequeño "registrador de datos de vuelo" en la cabeza de las fragatas hembras anidadoras. Luego, los pájaros llevaron el registrador durante vuelos de alimentación sin parar que duraron hasta diez días y 3000 kilómetrosDurante este tiempo, el registrador registró la actividad EEG de los hemisferios cerebrales y los movimientos de la cabeza, mientras que un dispositivo GPS en la espalda de las aves rastreó su posición y altitud. Después de que las aves regresaron a tierra y tuvieron tiempo para recuperarse, fueron capturados nuevamente y se retiró el equipo. Bryson Voirin, un post-doc y coautor del artículo con Rattenborg, observó que, "Al igual que muchos otros animales en thEn las Islas Galápagos, las fragatas estaban notablemente tranquilas e incluso dormían mientras me acercaba para atraparlas por segunda vez ".
El registrador de datos de vuelo reveló que las fragatas duermen de manera esperada e inesperada durante el vuelo. Durante el día las aves se mantuvieron despiertas activamente buscando oportunidades de alimentación. Cuando se puso el sol, el patrón EEG despierto cambió a un patrón SWS durante períodos que duraron mása varios minutos mientras las aves se elevaban. Sorprendentemente, el SWS podría ocurrir en un hemisferio a la vez o en ambos hemisferios juntos. La presencia de dicho sueño bihemisférico indica que el sueño unihemisférico no es necesario para mantener el control aerodinámico. Sin embargo, en comparación con el sueño entierra, SWS fue más a menudo unihemisférico en vuelo. Al examinar cuidadosamente los movimientos de las fragatas, los investigadores descubrieron pistas de por qué duermen unihemisféricamente en vuelo. Cuando las aves dieron vueltas en las corrientes de aire ascendentes, el hemisferio se conectó con el ojo mirando hacia la dirección de laPor lo general, el turno estaba despierto mientras el otro dormía, lo que sugiere que los pájaros estaban mirando hacia dónde iban.."Las fragatas pueden estar atentas a otras aves para evitar colisiones, al igual que los patos vigilan a los depredadores", dice Rattenborg.
Además de participar en ambos tipos de SWS en vuelo, en raras ocasiones, los episodios de SWS fueron interrumpidos por breves episodios de sueño REM. Aunque este hallazgo puede parecer notable para los científicos que estudian el sueño en mamíferos, según la experiencia de Rattenborg con las aves, no estaba tan sorprendido. A diferencia de los mamíferos, en los que los episodios de sueño REM son largos y se acompañan de una pérdida completa del tono muscular, los episodios de sueño REM solo duran varios segundos en las aves. Además, aunque una reducción en el tono muscular puede causarla cabeza se deja caer durante el sueño REM aviar, las aves pueden pararse incluso en una pata durante este estado. De manera similar, cuando las fragatas entraron en el sueño REM su cabeza cayó momentáneamente, pero su patrón de vuelo se mantuvo sin cambios.
Las demandas ecológicas requieren atención completa 24/7 en el mar
Quizás la mayor sorpresa fue que, a pesar de poder participar en todo tipo de sueño en el ala, en promedio las fragatas dormían solo 42 minutos por día. Por el contrario, cuando estaban de vuelta en tierra dormían más de doce horas por día. Además, los episodios de sueño fueron más largos y más profundos en tierra. Colectivamente, esto sugiere que las fragatas en realidad se ven privadas de sueño durante el vuelo. "Por qué duermen tan poco en vuelo, incluso en la noche cuando raramente se alimentan, sigue sin estar claro", dice Rattenborg.los estudios han demostrado que las fragatas siguen remolinos oceánicos que predicen buenas condiciones de alimentación durante todo el día y la noche, tal vez esto es lo que están haciendo. Curiosamente, la baja cantidad de sueño en vuelo sugiere que esta tarea requiere más atención que la que se proporciona al dormir conla mitad del cerebro a la vez. Como tal, las fragatas enfrentan demandas ecológicas de atención total las 24 horas del día, los 7 días de la semana en el mar.
A largo plazo, Rattenborg espera determinar cómo las fragatas pueden mantener el rendimiento adaptativo con tan poco sueño. Las personas se quedarán dormidas conduciendo un automóvil después de perder unas pocas horas de sueño, incluso cuando son plenamente conscientes de los peligros y luchan por sobrevivir.se mantienen despiertos. "Por qué nosotros, y muchos otros animales, sufrimos drásticamente por la pérdida de sueño, mientras que algunas aves son capaces de funcionar de manera adaptativa con mucho menos sueño, sigue siendo un misterio", señala Rattenborg. Reconciliar los hallazgos de las fragatas con la gran cantidad de evidencia que subraya elLa importancia del sueño en otros animales puede proporcionar nuevas perspectivas sobre nuestra comprensión del sueño y las consecuencias de su pérdida.
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Materiales proporcionado por Max-Planck-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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