Сон - тайны и парадоксы

В подземных пещерах

Не следует думать, однако, что все парадоксы связаны с быстрым сном. Всякий сон удивителен. Мы заговорили о животных — вот где целая сокровищница парадоксов!

Зачем трижды за ночь поет петух? Чтобы куры не впадали в беспробудный сон и были бы настороже? Слишком примитивное объяснение — все равно ни курице, ни петуху не найти укрытия от хищника. Петухи и куры, впрочем, спят и бодрствуют в определенное время. Но спят ли инфузории, улитки, устрицы, раки — точно неизвестно. Когда речь идет о низших ступенях филогенеза, правильнее, пожалуй, говорить о смене периодов активности и покоя. Вот насекомые, земноводные, рыбы, птицы и млекопитающие — те спят бесспорно.

Но они не только спят и бодрствуют. Болотные черепахи и серые вараны около 45% своей жизни проводят в состоянии, которое представляет собой смесь пассивного бодрствования с катаплектической неподвижностью. Спят они или бодрствуют, не поймешь. Вместе с тем есть у них и настоящий сон, болотные черепахи отводят ему 29% жизни, есть и несомненное бодрствование — 26%. В таком же загадочном состоянии проводят 18% своего времени и куры. Может быть, это полубодрствование-полукатаплексия и есть самая древняя форма сна?

В каких только позах не спят животные! Львы любят спать на спине, скрестив на груди мощные лапы; спят на спине бурые медведи, и лапы их торчат во все стороны. Слоны ложатся спать на брюхо, подперев голову бивнями, а горный козел, обладатель больших и тяжелых рогов, вынужден, тоже ложась на брюхо, запрокидывать голову далеко назад, чтобы упереть рога в землю. Во сне самки охраняют детенышей: мышь закрывает собой мышат, распластавшись как одеяло; белая медведица спит на боку, прижимая детеныша лапой к груди. Кто спит крепко и видит сны, тому опасно спать в одиночку. Поэтому лисы, ложась спать, обвивают друг друга хвостами, а слоны прижимаются друг к другу боками.

Млекопитающие стараются принять такую позу, при которой максимально бы расслаблялись мышцы; лапами они часто закрывают голову. Собаки и кошки лежат свернувшись, коровы и козы спят стоя, иногда полулежа, держа голову прямо. Лошади тоже могут спать стоя. Рыбы стоят без движения, спрятавшись за камнями, некоторые ложатся на дно, зарываются в песок. Зарываются в песок и крокодилы.

А некоторые словно бы совсем не спят. Не спит кукушка, хлопоча круглые сутки неведомо над чем. В непрерывном движении пребывает пчелиное семейство. Каждые полторы минуты, шевельнув хвостом, высовывается из воды дельфин: ему нужно вдохнуть воздуху. День и ночь носятся взад и вперед под водой акулы. У них, как и у дельфинов, нет воздушного пузыря, который поддерживает на плаву костистых рыб, а их жабры только тогда снабжают их кислородом, когда вода струится через них с большой скоростью. Спят ли они? Скорее всего спят, просто периоды сна у них необычайно коротки и раздроблены. Что может помешать им спать на ходу? Птицам ведь ничто не мешает спать на лету.

Большинство птиц спит стоя, спрятав голову под крыло и иногда поджав одну ногу. К вечеру они собираются в большие стаи, певчие птицы поют вечерние песни, потом все отправляются в определенные места для ночевок. Вот уже много десятилетий все московские вороны слетаются на ночь со всех концов столицы на Воронцово поле и облепляют там все деревья и крыши. Засыпают птицы не сразу: перед сном они ссорятся, болтают, воркуют.

Но интереснее всего — сон на лету. Довольно долго орнитологи думали, что перед отлетом в южные края аисты стараются выспаться, но, как выяснилось недавно, за несколько недель до отлета их охватывает дорожная лихорадка, и они возбуждаются сильнее, чем человек, упаковывающий свои чемоданы перед отъездом в отпуск. Только изредка они бросают свои дела, чтобы немного подремать. За это время они теряют в весе. Чтобы узнать, спят ли они в полете, орнитологи прикрепили трем аистам на груди приборы, записывающие работу их сердца, крыльев и кровеносной системы. Результаты записи передавались на бесшумно летевший неподалеку от птиц планер. Обнаружилось, что аисты в полете дремлют. Утомившийся аист перелетает в центр косяка и закрывает глаза. Слух у него при этом обостряется, спереди и сзади он слышит щелканье крыльев и не теряет направление и высоту. За десять минут аист набирается сил и перелетает в голову или в хвост косяка, уступая место другому.

Установить истинную продолжительность сна у животных очень трудно. Было прежде такое правило: чем меньше животное и чем оно подвижнее, тем меньше оно спит. Но этому правилу не подчиняется акула. Думали также, что меньше спят животные, у которых мало отношение веса головного мозга к весу спинного. И это оказалось ошибочным. Одни лишь наблюдения за поведением животных ничего не дают: неподвижные могут бодрствовать, а движущиеся — спать на ходу. Наблюдения приходится дополнять электрофизиологическими исследованиями. В этом отношении хорошо изучены обезьяны, обедающие, как и мы, монофазическим ночным сном — сном с одним длинным периодом. Макаки-резусы активны в течение суток 12-16 часов, гамадрилы тоже; перед сном они оживляются, кричат и дерутся. Сон у них прерывистый и чуткий: через каждые два часа сна наступает полчаса бодрствования. Гамадрилы спят во всех положениях — сидя, лежа на боку, на спине, на животе. Во время сна повизгивают, вскакивают, переходят с места на место. Многие человекообразные обезьяны перед сном, подобно людям, стелют себе постель.

Картина, как мы видим, пестрая — кто спит на спине, кто на животе, кто стоя, кто сидя, а кто и повиснув на дереве вниз головой. У одних глаза открыты, у других закрыты. Одни находятся в покое, другие летят в поднебесье. Вспомним также, что масса животных спит не ночью, а днем. И это не только совы, филины или летучие мыши. Днем спят ночные бабочки, сомы и налимы, шакалы, гиены, барсуки, дикобразы, австралийские медведи коала, гиппопотамы. Почему они выбрали для бодрствования ночь? Многие из них обязаны этим устройству своей сетчатки. Голуби, например, вынуждены ночью спать, потому что у них сетчатка состоит из одних колбочек — фоторецепторов, реагирующих только на дневной свет. А филин обладает одними палочками, восприимчивыми лишь к сумеречному освещению, днем он просто-напросто слеп, хотя глаза его и открыты. Для кошки раздражителем нервной системы тоже служит темнота, поэтому-то она и спит целый день, а ночью гуляет по крышам.

Любопытный феномен — зимняя спячка в странах с холодным и умеренным климатом и летняя спячка в жарких странах. Когда температура воздуха понижается до +5°, укладываются спать бабочки и жуки, черви, лягушки и жабы, ящерицы, змеи, летучие мыши, ежи, медведи. Водоросли, инфузории и амебы принимают шарообразную форму и укутываются в толстую предохранительную оболочку. Карпы, караси, сомы и лини зарываются в ил. В одиночку и семьями располагаются на подземную зимовку хомяки, суслики, сурки, бурундуки. Норы у них глубокие, до двух-трех метров, и температура там ниже нуля не опускается. Хватает места и для зверька, и для запаса орехов, зерен и семечек.

Однажды зоологи обследовали места зимней спячки летучих мышей в подземных пещерах под Берлином и обнаружили в одной из них около пяти тысяч зверьков в спячке. Это были большие ночницы, ушаны и широко ушки. Спали они и в пещерах, и в соединяющих пещеры подземных ходах, прицепившись к потолку и к выступам стен задними лапами и повиснув вниз головой. В таком положении они проводят почти полгода. А суслики-песчаники спят девять месяцев в году. В конце июля они впадают в летнюю спячку, а потом летняя переходит в зимнюю. В жарких странах на дне высохших водоемов спят зарывшиеся в ил рыбы. Когда высыхают растения, черепахи, лишенные корма, засыпают до зимы. В глубоких норах под землей спят, свернувшись в клубок, змеи.

Перечислить всех, кто впадает в спячку, невозможно. Зоолог Н. И. Калабухов в своей книге «Спячка животных» приводит такую статистику: из 103 видов наземных позвоночных, встречающихся зимой в пределах Орловщины, к 36 относятся животные, которые ложатся на зиму спать. «Если же учесть, — пишет Калабухов, — что виды беспозвоночных рыб, земноводных встречаются в значительно большем числе, чем относительно немногочисленные виды млекопитающих и птиц, проводящих зиму в активном состоянии, то можно с уверенностью сказать, что в наших широтах всех животных, находящихся зимой в оцепенении, во много раз больше, чем животных, находящихся в бодрствующем состоянии».

Во время спячки температура тела у млекопитающих снижается до нуля, а у некоторых даже до пяти градусов мороза! Спящие животные всего на доли градуса теплее окружающего воздуха. Редкая теплокровная рыба даллия, живущая в водоемах Чукотки и Аляски, засыпает, когда водоемы промерзают насквозь. Если кусок льда со вмерзшей в него даллией положить в таз с теплой водой, она оживает, как только растает лед. Поразительно, что в тканях даллии даже при очень низкой температуре не образуются кристаллики льда, которые могут разорвать их клетки и ткани. У всех прочих гипотермическое состояние управляемо: мозговые регуляторы не дают температуре упасть ниже критического уровня, который грозит гибелью. В опытах на ежах было обнаружено, что снижение внешней температуры ведет почти к полному исчезновению мозговых биопотенциалов; сохраняются они только в одной структуре — в гиппокампе.

У спящих млекопитающих раз в десять снижается газовый обмен, а дыхание в сорок раз. Свернувшийся в клубочек еж делает еле уловимый вдох один раз в минуту. Сердце бьется еле-еле. Но удивительнее всего, что оно бьется и при нуле градусов, и при минус пяти. Ведь у всех других, не спящих зимой животных сердце останавливается при температуре тела в 15° С. Перед спячкой у животных начинается перестройка деятельности гормональной системы. Они накапливают жир, витамины, в том числе витамин Е, тормозящий обмен веществ, необходимые ферменты. Отложенный про запас жир неодинаков. Есть так называемый бурый жир, который обволакивает внутренние органы. Это не добавочная теплоизоляция, а обогревательная система.