邊飛邊睡的軍艦鳥

■軍艦鳥只要一離開陸地到海上覓食,就會連續飛十天半個月,直到重新回到陸地。那麼軍艦鳥在飛行的途中會睡覺嗎?

軍艦鳥。圖片來源:Wiki
軍艦鳥。圖片來源:Wiki

撰文|葉綠舒

有些動物,如海豚、海獅、鳥類甚至鱷魚,睡覺時可以一次只睡半個腦,也就是所謂的「單半球睡眠」(unihemispheric sleep)。大部分這樣做的動物,若不是如鳥類為了防備掠食者,就是是如海豚與海獅,怕在睡著的時候,被海流給飄到什麼地方去了。有時筆者會覺得很可惜人沒有單半球睡眠的能力,否則我們可以邊睡邊開車,豈不妙哉?

話說回來,疲勞駕駛雖然在台灣車禍肇事排行榜上並非名列前茅,但卻也是不容輕忽的一個肇事原因;有些大型鳥類,如軍艦鳥(frigatebird,Fregata minor),因為羽毛防水能力不足加上腳的蹼很小,使得牠一旦沾到水以後就很難起飛。因此,軍艦鳥只要一離開陸地到海上覓食,就會連續飛個十天半個月,直到重新回到陸地。

那麼軍艦鳥在飛行的途中會睡覺嗎?過去許多科學家相信,飛行中的軍艦鳥是會睡覺的,而且會睡飽;可是有些觀察發現,軍艦鳥在夜間飛行的時候也會捕食!如果睡著了怎麼可能打獵呢?雖說夜間打獵的比例比日間要低,但只要有夜間打獵的行為發生,就足以駁斥軍艦鳥在晚上飛行時是「都在睡覺」的這個想法。

為了了解軍艦鳥在晚上如何睡、睡多久,科學家們使用了腦電圖(EEG,electroencephalogram)、全球衛星定位(GPS)與3D 加速計來監測軍艦鳥飛行時的大腦活動狀況與飛行高度、頭部活動位置等。在監測的14隻軍艦鳥中,每隻鳥兒在監測期間都出去了一到兩次,每次飛行的距離約有3000公里。

首先,我們來看這些軍艦鳥在白晝與夜間飛行時是否有不同?

從監測結果可以看到,軍艦鳥晚上拍翅膀的次數,大約是白天的一半多一點。而飛行的高度,在太陽下山前一小時飛到最高點,然後慢慢下降;這樣的現象在白晝飛行時並沒有看到。

接著我們來看,牠們在夜間飛行時是否會睡覺?

研究團隊發現,當牠們在乘著氣流滑翔時,此時鳥兒停止拍翅,大腦有時會出現短暫的慢波睡眠(slow wave sleep)狀態;由於同一時間也發現頭的位置不動,而且當頭轉動得較快時,慢波就消失了,因此研究團隊認為在滑翔時出現的短暫慢波,應該真的是在睡覺。有時候,牠們的兩個腦半球會同時進入快速動眼睡眠(REM sleep,rapid eye movement sleep)狀態,此時牠們的頭下垂並扭轉,就像在陸地上陷入 REM睡眠一樣;但是這個現象出現的頻率相當低。

整體來說,牠們在乘氣流上昇時較容易進入睡眠,下降時則保持清醒。以整體睡眠時間來看,飛行時單半球睡眠發生的比例佔了四成七,而在岸上時單半球睡眠只佔兩成五。

最後,牠們在飛行時一天睡多久呢?

研究團隊發現,雖然軍艦鳥們在陸地上有超過一半(五成三)的時間在睡覺,但是當牠們在飛行的時候,卻只有不到百分之三的時間(2.89%,相當於41.6分鐘)在睡!更不要提在這少得可憐、又斷斷續續的睡眠時間裡,還有快一半的時間是只有一半的大腦在睡覺喔!說到這裡真的不得不佩服軍艦鳥可以這樣調節睡眠,如果換做我們熬十天的夜、開車3000公里,每天只睡不到一小時,只怕會把車開到河裡、田裡還是...哪裡呢?筆者真的不敢想!

 

參考文獻:C Rattenborg et.al.Evidence that birds sleep in mid-flight. Nature Communications 7, Article number: 12468 (2016) doi:10.1038/ncomms12468

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作者:葉綠舒 慈濟大學生命科學系助理教授,科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

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