Эволюция сна: как появился сон

Быть может Вы замечали, как много спят ваши домашние любимцы: кошки, собаки или попугаи. А вот обезьяны, например, активно бодрствуют, но посвящают большую часть этой активности подготовке ко сну.

Все наши братья меньшие, без исключения, любят сон и предпочитают его активности.

Эволюция жизни на Земле прошла долгий путь развития от простейших одноклеточных организмов до высокоорганизованных многоклеточных форм.

Аналогичное развитие,  от покоя у простых организмов до физиологического сна у высших позвоночных, претерпела и эволюция сна.

Чем живое существо выше организованно, тем оно меньше спит и интереснее проводит время в бодрствовании, чем его положение ниже на лестнице эволюции, тем больше оно проводит в состоянии полусна.

Беспозвоночные имеют фазы неподвижности похожие на сон.

Феликс Струмвассер, американский ученый, изучил поведение гигантской морской улитки – аплизии.

Этот молюск проводит свой день в поисках пищи, а вечером замирает в углу аквариума до утра. В этом состоянии заметны лишь спорадические (единичные) движения головы и антенн.

Еще один пример беспозвоночного – мотылек.

Непрерывное порхание чередуется с короткими фазами покоя. По мере чередования этих фаз, требуются все большие раздражители, чтобы разбудить мотылька. Имеется взаимосвязь между позой животного и степенью погруженности в покой.

В самой глубокой стадии покоя он укладывает свои антенны на спину и прикрывает их крыльями. На прикосновения в такие моменты мотылек не реагирует.

В том или ином виде сон присущ всем позвоночным.

Рассмотрим более древних их представителей, рыб.

Ленинградские ученые подвергли всестороннему исследованию линя:

регистрировались биотоки мозговых структур, мышц и глаз, частота дыхания и сердечные сокращения.

В результате обнаружены три формы жизни:

• двигательная активность (подобная нашему бодрствованию),
• полный отдых (неподвижное состояние),
• промежуточное состояние (линь помахивает изредка хвостом).

Стадии сна у линя отсутствуют.

Исследования карликового сомика показало наличие у него кроме бодрствования двух форм покоя – дневной покой (покой № 1) и ночной покой (покой № 2).

Отличаются эти формы состоянием мышечного тонуса.

В покое № 1 сомик обладает восковидной гибкостью, хвост можно отвести в любую сторону.

В покое № 2 повернуть хвост не получится – повернется все тело. Такое состояние называется ригидным, в просторечье – досковидным.

Амфибии, бывшие обитатели океана и ближайшие родственники рыб, имеют три формы покоя: № 1, № 2, № 3.

Травяная лягушка зиму проводит в состоянии анабиоза, когда все ее жизненные процессы настолько замедленны, что отсутствуют внешние признаки жизни.

Ранней весной она просыпается, мечет икру, после этого покидает болото и переселяется на сушу.

В покое № 3 ее мышцы совсем расслаблены, как и у нас во сне. Это состояние для нее редкость, лягушка предпочитает первые две формы.

В покое № 2 лапы ее подтянуты к брюшку, голова на поверхности воды. Придать ей какую-либо другую форму в этом состоянии сложно – амфибия сжимается в комочек и опускает низко голову.

Интересен дневной покой № 1, лягушка застывает в позе никак не вяжущейся с отдыхом, например в позе готовности к прыжку.

С ней в эти моменты можно делать все что угодно, придать любую позу, поставить на голову, подвесить за лапки – она и не подумает ожить.

Ее мышцы, как и у сомика, податливы и гибки, подобно теплому воску.

У хамелеона зафиксированы три формы жизни: бодрствование, сноподобное состояние, сон.

Сноподобное состояние наступает только днем, рептилия застывает с открытыми глазами. В этой фазе сердце бьется реже, чем при бодрствовании, но более часто, чем во сне. То же самое происходит и с тонусом мышц.

Доктор Фланигам с коллегами, утверждают, что рептилии спят по-настоящему, в отличие от амфибий.

И хотя у них отсутствуют медленная и быстрая стадии сна, все остальные признаки налицо: сердечный ритм замедлен, тонуса мышц снижен, характерная поза, глаза закрыты, заторможенная реакция на внешний раздражитель.

У болотных черепах ленинградские физиологи обнаружили те же состояния: дневной покой, ночной покой и бодрствование.

Когда черепаха бодрствует, она двигается, реагирует на внешние факторы.

В состоянии дневного покоя она застывает с вытянутой шеей и открытыми глазами в любой позе. Лишь глаза сохраняют ориентировочную реакцию, но лапы неподвижны.

Ночной покой черепахи – это настоящий сон с расслаблением мышц и закрытыми глазами, как в покое № 3 у лягушки, как у нас.

Покой № 3 амфибий и сон рептилий, соответствуют медленному сну теплокровных животных.

Это сон «промежуточный» между сном «настоящим» с его ярко выраженными стадиями и «первичным» сном («сноподобным» состоянием), то есть покоем № 1 и покоем № 2.

Удивительно, что животные предпочитают всем формам жизни каталепсический покой № 1.

Они проводят в нем достаточно продолжительное время: карликовый сомик около 30% суток, болотная черепаха – 45%, травяная лягушка – 60%.

Любят этот покой и птицы: куры отводят каталепсии 18% суток, совы – 25%.

Всем кажется, что совы днем спят, но на самом деле, они находятся в покое, а спят нормальным электрографически выраженным сном ночью.

Некоторые млекопитающие тоже склонны к каталепсии: морские свинки и кролики пребывают в ней около 5% суток, что больше часа.

К слову, катаплексия у людей тоже встречается. Это состояние настигает на несколько минут, когда человек полностью или частично обездвижен. Считается неврологическим неизлечимым заболеванием.

Катаплексия: как проявляются приступы, природа и причины феномена, методы диагностики и лечения, проблемы пациентов, профилактика.

И.Г. Карманова, доктор биологических наук, считает, что

дневной покой № 1 (состояние оцепенения или каталепсия) связан с адаптацией животного к максимальной степени освещенности, а ночной - к минимальной.

Оцепенение – это защитная реакция на свет первых земноводных, вылезших на сушу и ослепленных солнечным светом, закрепленная генетически и переданная последующим поколениям.

Обе формы, покой № 1 и покой № 2, отражают суточную периодичность освещенности.

У птиц древнейшая форма существования, покой № 1, сочетается с более новыми формами – медленным сном и быстрым.

Голубь спит 10 часов в сутки, 40 минут из них относятся к парадоксальному сну, каждый эпизод которого длится всего несколько секунд.

Парадоксальному сну птиц присущи характерные быстрые движения глаз, но расслабления мышечного тонуса, как у млекопитающих, нет. Только у гусей в этой фазе расслабляются шейные мышцы.

Английский зоолог Деннис Лендрем, наблюдая за сном голубя, отметил, что он время от времени открывает глаза, видимо, чтобы вовремя заметить приближение опасности.

Если птица спит в стае, то глаза во время сна открываются реже – все члены стаи выполняют задачу слежения и предупреждения, а значит спать можно более спокойно, чем поодиночке.

Такое явление назвали коллективным сном.

Натаниель Клейтман, крупнейший нейрофизиолог и сомнолог, заметил, что

сон в «электроэнцефалографическом смысле» – это привилегия теплокровных животных, у которых хорошо развит передний мозг.

Тем не менее, существует очевидная преемственность между «настоящим» сном теплокровных и «ненастоящим» сном холоднокровных: у рептилий, у амфибий, даже у рыб можно заметить зачатки быстрого сна. Проявляются они моментами бодрствования на общем фоне картины первичного сна.

При переходе от бодрствования к покою у рептилии или амфибий замедляются дыхание и пульс, то же самое происходит у человека.

Все мы, от рыб до высокоорганизованных приматов, иногда возвращаемся во время сна к древним формам реагирования, повторяя в поведении филогенез (эволюцию развития вида).

Рыбы, как и миллионы лет назад, совершают стереотипные движения хвостом, двигают задними лапками лягушки, черепахи – производят роющие движения передними лапками и головой: они были роющими животными когда-то.

Мы часто принимаем позу, в которой были в материнской утробе, и нам порой могут сниться динозавры и мамонты.

Если у человека разлаживается психика, считает Карманова, он охотно впадает в состояние каталепсии (оцепенения) или кататонии (ступора или возбуждения) – прячется в покой № 1 или покой № 2.

Природа на заре жизни предложила своим созданиям разные формы приспособления к меняющимся обстоятельствам окружающей среды: смена тьмы и света, ночи и дня.

У живых организмов выработались реакции на свет, реакции на тьму, сформировалось состояние, необходимое для активного добывания пищи – бодрствование.

У позвоночных, распространившихся на суше, возникает потребность в периодическом расслаблении мышц конечностей и шеи.

Энергичное преодоление земного притяжения требует отдыха и восстановления сил. Этот отдых не могли обеспечить восковидный покой № 1 и ригидный покой № 2.

Так возникает покой № 3 с его расслаблением мышечного тонуса и всплесками ритмов бодрствования – предшественник нашего двухфазного сна.

Первичный сон у позвоночных (покои № 1 и № 2) возникает около 300 миллионов лет назад.

250 миллионов лет назад появляется промежуточный сон, это происходит в пермский период, когда господствуют рептилии и формируются другие похожие на них животные.

Медленный сон возникает 200 млн. лет назад, а быстрый спустя еще 50 млн. лет.

На заре эволюции сна, таким образом, были два состояния: покой и активность. Из активности произошло бодрствование, из покоя получился сон.

Покой имел три формы, а активность – одну.

Стоит ли удивляться тому факту, что холоднокровные – наши дальние родственники, предпочитают любой активности покой, а обезьяны – наши близкие родственники, посвящают львиную долю своей активности тому, чтобы обеспечить себе комфортный покой. Для них покой естествен, активность – вынуждена.

Одни животные предпочитают восковидную гибкость, одеревенение – другие, расслабленность – третьи. Но хлопоты, суету и активную деятельность мало кто любит.

Только нам людям доставляет удовольствие активность, а в голову иногда приходят мысли о том, что проспать треть жизни чуть ли не преступление.

Источники: А.Борбели «Тайна сна», «Три трети жизни» А.М. Вейна

Елена Вальве для проекта Сонная кантата

Статья защищена законом об авторских и смежных правах. Любое использование материала возможно только с активной ссылкой на сайт
Sna-kantata.ru!