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體溫恒定的動(dòng)物是 體溫恒定的動(dòng)物有哪幾類( 二 )

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最近，俄羅斯科學(xué)院謝韋爾佐夫生態(tài)與演化研究所的列夫·穆克梅托夫（LevMukhametov）和同事對(duì)鯨目動(dòng)物的大腦開(kāi)展了更深入的研究，研究對(duì)象是瓶鼻海豚 。在腦電圖上，研究人員發(fā)現(xiàn)這種動(dòng)物的大腦總是一個(gè)半球處于慢波睡眠 ， 而另一個(gè)半球處于清醒的狀態(tài) 。兩個(gè)半球很少同時(shí)處于睡眠狀態(tài)（即雙半球慢波睡眠，BSWS） 。同時(shí)，他們也沒(méi)有記錄到與做夢(mèng)有關(guān)的快速眼動(dòng)睡眠（REM） 。
在USWS期間，海豚清醒的大腦半球負(fù)責(zé)控制游泳和浮上水面呼吸 。利利根據(jù)粗略的觀察總結(jié)出，海豚睜開(kāi)的那只眼睛與清醒的大腦半球相連 ， 從而讓海豚在另一半大腦休息時(shí)，也能防范捕獵者并與同伴一起游動(dòng) 。1999年，美國(guó)洪堡州立大學(xué)的P·唐恩·戈利（P.DawnGoley）觀察到，當(dāng)海豚成群結(jié)隊(duì)地游泳時(shí) ， 成員身上睜開(kāi)的那只眼睛會(huì)與其他成員保持眼神交流 。意大利熱那亞水族館的吉多·戈諾（GuidoGnone）和同事在2001年也觀察到了這一現(xiàn)象 。如果同伴游到了另一邊，海豚睜開(kāi)的眼睛也會(huì)調(diào)換 。
海豚同時(shí)還要面對(duì)冰冷海水導(dǎo)致的熱量損失 。約翰內(nèi)斯堡威特沃特斯蘭德大學(xué)的普拉尼什里·皮萊（PraneshriPillay）和保羅·R·芒格（PaulR.Manger）觀察發(fā)現(xiàn)，海豚在休息時(shí)保持一邊大腦半球清醒，使得它能夠在水中頻繁擺動(dòng)鰭和尾巴 ， 并在靠近水面處盤(pán)旋游動(dòng)，以此保持體溫 。
我們已經(jīng)知道，在鯨豚類和其他動(dòng)物身上 ， “睡眠—醒覺(jué)周期”由多個(gè)腦部結(jié)構(gòu)的互動(dòng)控制，包括腦干﹑下丘腦和基底前腦 。我們目前掌握的線索，仍不足以揭示是什么在精確地調(diào)控半腦睡眠 。
2012年，悉尼大學(xué)的戴維·J·凱季奧拉（DavidJ.Kedziora）和同事構(gòu)建了一個(gè)USWS的數(shù)學(xué)模型 ， 用來(lái)代表海豚的睡眠習(xí)慣 。在模型中，兩個(gè)半球位于下丘腦的亞結(jié)構(gòu)—即腹外側(cè)視前核，能夠在單個(gè)半球睡眠時(shí)交換信息 ， 對(duì)睡眠進(jìn)行調(diào)控 。
從表面上看，在兩個(gè)大腦半球之間傳遞的抑制信號(hào)會(huì)讓一邊半球保持清醒，讓另一邊半球進(jìn)入睡眠 。位于腦干的后連合等大腦深部結(jié)構(gòu)也參與其中（海豚的后連合非常大 ， 這不禁讓人思考它在管理睡眠中的作用） 。凱季奧拉和同事構(gòu)建的模型讓神經(jīng)科學(xué)家得以研究海豚大腦如何將睡眠精細(xì)地分配給兩個(gè)半球 。環(huán)境信息似乎也起到了一定作用 。由于下丘腦中促進(jìn)睡眠的神經(jīng)元具有溫度敏感性，因此大腦溫度的改變就會(huì)影響這些神經(jīng)元的放電水平 。事實(shí)上，穆克梅托夫和同事在1982年發(fā)現(xiàn) ， 當(dāng)海豚處于USWS時(shí)，睡眠的大腦半球的溫度下降了，而清醒的大腦半球則維持不變 。

體溫恒定的動(dòng)物是 體溫恒定的動(dòng)物有哪幾類


3.睡眠還是捕食
鯨目動(dòng)物與河馬等其他偶蹄類動(dòng)物有著共同的祖先 。從陸地環(huán)境到水生環(huán)境的適應(yīng)是漸進(jìn)式的，而且很有可能存在半水生過(guò)渡，并涉及重要的生理和行為調(diào)整 ?？梢哉f(shuō) ， 鯨目動(dòng)物獨(dú)特的睡眠行為是為適應(yīng)新環(huán)境而在睡眠和生存之間權(quán)衡后的結(jié)果 。其他動(dòng)物身上也有相似的權(quán)衡 。例如，海豹采取了多種演化策略來(lái)解決在水下和陸地上與呼吸﹑睡眠密切相關(guān)的問(wèn)題 。一些海豹種群根本沒(méi)有USWS，比如包括豎琴海豹和象海豹在內(nèi)的無(wú)耳海豹 。
然而 ， 北海狗（海獅科）則是另一種情況 。2017年，謝韋爾佐夫生態(tài)與演化研究所的奧列格·I·利亞明（OlegI.Lyamin）指出，與似乎很少經(jīng)歷BSWS，并且可能永遠(yuǎn)都不會(huì)進(jìn)入REM睡眠的海豚不同，北海狗在水下和陸地上有多種睡眠方式 ， 包括BSWS﹑REM和USWS 。在陸上，北海狗的睡眠方式主要是BSWS 。在水中，北海狗進(jìn)行USWS的睡眠時(shí)間比在陸地上長(zhǎng) 。而在水中時(shí) ， REM睡眠會(huì)減少，甚至完全消失 。

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