เป็นหลักฐานจริงชิ้นแรกที่แสดงว่าฉลามได้ “ปิดตา” จริงๆ
นักวิจัยได้นำความลึกลับของฉลามที่มีมายาวนานเข้านอนโดยแสดงให้เห็นว่าสัตว์นักล่าในมหาสมุทรนอนหลับเป็นครั้งแรก อย่างไรก็ตาม ต่างจากมนุษย์และสัตว์อื่น ๆ ส่วนใหญ่ ปลาแปลก ๆ เหล่านี้สามารถหลับตาทั้งสองข้างได้
ในการศึกษาใหม่ซึ่งตีพิมพ์ออนไลน์ในวันที่ 9 มีนาคมในวารสารBiology Letters(เปิดในแท็บใหม่)Michael Kelly นักสรีรวิทยาทางนิเวศวิทยาที่มหาวิทยาลัย Western Australia และเพื่อนร่วมงานได้วัดอัตราการเผาผลาญหรือปริมาณพลังงานที่เผาผลาญในเวลาที่กำหนดในฉลาม กระดานร่าง ( Cephaloscyllium isabellum ) ปรากฎว่าสิ่งมีชีวิตมักเข้าสู่สภาวะสงบเพื่อประหยัดพลังงาน โดยทั่วไป เมื่อการไม่พักผ่อนนี้กินเวลานานกว่าห้านาที นักวิจัยอธิบายว่าเป็นการนอน
“เราได้ให้หลักฐานทางสรีรวิทยาครั้งแรกของการนอนหลับในฉลาม” นักวิจัยเขียนไว้ในหนังสือพิมพ์ การค้นพบนี้สามารถเปิดประตูสู่การศึกษาการนอนหลับของฉลามสายพันธุ์อื่นๆ และยังให้ข้อมูลเชิงลึกว่าการหลับใหลของเราพัฒนาขึ้นอย่างไร
ทีมงานยังมองหาตัวบ่งชี้ทางกายภาพอื่นๆ ว่าฉลามกำลังหลับอยู่ พวกเขาพบว่าฉลามมีท่าทางร่างกายที่แบนราบและแข็งกระด้างในขณะที่หลับใหลและพวกเขาสามารถนอนหลับได้โดยไม่ต้องหลับตา
การวัดการเผาผลาญ
สัตว์จากทั่วทั้งอาณาจักรสัตว์หลับใหล บ่งบอกว่าพฤติกรรมนี้เกิดขึ้นในช่วงต้นของประวัติศาสตร์วิวัฒนาการ นักวิจัยกล่าวว่าการนอนหลับมีวิวัฒนาการเพราะช่วยให้สัตว์สามารถประหยัดพลังงานได้
“มีรายงานการประหยัดพลังงานระหว่างการนอนหลับในสัตว์หลายชนิด รวมทั้งคน แมวหนูนก และแมลงวันผลไม้” นักวิจัยเขียนไว้ในรายงาน แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่าปลาส่วนใหญ่นอนหลับด้วยหรือไม่
เป็นที่ทราบกันดีว่าฉลามบางตัวเข้าสู่สภาวะสงบโดยหยุดว่ายน้ำและอยู่ในที่เดียว ซึ่งสามารถทำได้เพื่อประหยัดพลังงานและเป็นนัยว่าพวกมันหลับ แต่ไม่มีใครวัดอัตราเมตาบอลิซึมของฉลามได้อย่างชัดเจนในช่วงเวลาพัก
ในการศึกษาปี 2020 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Sleep Research(เปิดในแท็บใหม่)Kelly และนักวิจัยคนอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าฉลามกระดานร่างและฉลาม Port Jackson ( Heterodontus portusjacksoni ) ต้องการการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าที่แรงกว่าเพื่อทำปฏิกิริยาเมื่ออยู่ในสภาวะสงบ ผลลัพธ์นี้บอกเป็นนัยอย่างแรงแต่ไม่สามารถสรุปได้ว่าฉลามกำลังหลับอยู่
ดังนั้น เพื่อเป็นการเสริมความแข็งแกร่งให้กับกรณีนี้ ในการศึกษาในปัจจุบัน นักวิจัยได้เฝ้าติดตามการใช้พลังงานของฉลามกระดานโต้คลื่นในรอบ 24 ชั่วโมง ในการทำเช่นนี้ นักวิจัยได้จับฉลามกระดานร่าง 7 ตัวนอกชายฝั่งนิวซีแลนด์และเก็บไว้ในถังพิเศษที่ไหลผ่าน ซึ่งสูบน้ำอย่างต่อเนื่องผ่านห้องเพื่อให้ฉลามว่ายเข้าที่ จากนั้น ฉลามจะถูกปล่อยแสงและวัฏจักรมืดเป็นเวลา 12 ชั่วโมงเพื่อเลียนแบบทั้งกลางวันและกลางคืน และถูกปล่อยให้ปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมใหม่ก่อนที่การทดลองจะเริ่มขึ้น
ในระหว่างการทดลอง นักวิจัยได้ตรวจสอบระดับออกซิเจนในน้ำ ฉลามก็เหมือนกับมนุษย์ ใช้ออกซิเจนมากขึ้นเมื่อพวกเขาเผาผลาญพลังงานมากขึ้นผ่านการหายใจ ดังนั้นระดับออกซิเจนที่ลดลงในน้ำเผยให้เห็นอัตราการเผาผลาญของฉลาม
ทีมวิจัยพบว่าปลาใช้ ออกซิเจนน้อยลงอย่างเห็นได้ชัดในช่วงเวลาพักผ่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อช่วงเวลาเหล่านั้นกินเวลานานกว่าห้านาที ซึ่งบ่งชี้ว่านี่คือช่วงที่การนอนหลับเริ่มดีขึ้นจริงๆ การวิจัยก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าฉลามกระดานโต้คลื่นนั้นออกหากินเวลากลางคืน ผลการวิจัยใหม่ของทีมแสดงให้เห็นว่าพวกเขานอนหลับในช่วงเวลาสั้น ๆ ตลอดทั้งกลางวันและกลางคืน
ตัวชี้วัดการนอนหลับ
หลังจากยืนยันว่าฉลามกำลังหลับ ทีมงานมองหาลักษณะทางกายภาพที่สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้การนอนหลับของฉลามสายพันธุ์อื่นได้
นักวิจัยระบุว่าตัวบ่งชี้การนอนหลับที่ชัดเจนที่สุด นอกเหนือไปจากกิจกรรมการเผาผลาญอาหาร คือ ท่าทางร่างกายที่แข็งกระด้างและแบนราบในขณะที่ฉลามพักผ่อน ในระหว่างวัน ฉลามแสดงท่านี้มากขึ้นขณะพักผ่อน “นี่อาจแนะนำว่าสัตว์ต่างๆ จะหลับเร็วขึ้นในระหว่างวัน” นักวิจัยเขียนไว้ในหนังสือพิมพ์
ในสัตว์อื่นๆ ส่วนใหญ่ ตัวบ่งชี้การนอนหลับที่น่าเชื่อถือที่สุดอย่างหนึ่งคือเมื่อสัตว์หลับตาเป็นเวลานาน อย่างไรก็ตาม ฉลามกระดานโต้คลื่นบางครั้งลืมตาขึ้นระหว่างการนอนหลับ
เมื่อฉลามหลับระหว่างวัน พวกมันมักจะหลับตาอยู่เสมอ แต่เมื่อพวกเขานอนหลับตอนกลางคืน ฉลามจะลืมตาขึ้นประมาณ 38% ของเวลาทั้งหมด “สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการปิดตามีแนวโน้มที่จะเกี่ยวข้องกับปัจจัยภายนอกเช่นการปรากฏตัวของแสงมากกว่าการนอนหลับ” นักวิจัยเขียนไว้ในบทความ
ฉลามทั้งหมดนอนหลับหรือไม่?
ไม่ใช่ว่าฉลามทุกตัวจะหลับได้ เฉพาะปลาฉลามที่สามารถสูบฉีดน้ำทางปาก ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการสูบน้ำเหนือเหงือกของปลาฉลามเพื่อให้แน่ใจว่ามีออกซิเจนที่เพียงพอ สามารถอยู่ในที่เดียวได้ ตัวอย่างเช่น ปลาฉลามที่ใหญ่กว่าจะต้องเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องเพื่อสูบน้ำที่อุดมด้วยออกซิเจนไปที่เหงือก อย่างไรก็ตาม การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าการนอนหลับอาจพบได้ในปลาฉลามส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม วิธีการนอนหลับของพวกเขามีแนวโน้มที่จะแตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่ม
ยกตัวอย่างเช่น ฉลามขาว ( Carcharodon carcharias ) ไม่สามารถเข้าสู่สภาวะสงบเพื่อนอนหลับและต้องว่ายน้ำต่อไปหรือเสี่ยงต่อการขาดออกซิเจน แต่ถ้าฉลามตัวเล็ก เช่น ฉลามกระดานโต้คลื่น ต้องนอน มีโอกาสสูงที่ฉลามขาวจะต้องนอนด้วย
การศึกษาเก่าตีพิมพ์ในปี 2520 ในวารสารBrain Research(เปิดในแท็บใหม่)พบว่าในปลาฉลามสายพันธุ์ Spiny Dogfish ( Squalus acanthias ) เส้นประสาทที่ใช้ประสานการเคลื่อนไหวว่ายน้ำจะอยู่ในกระดูกสันหลังไม่ใช่ในสมอง นี่อาจแนะนำว่าฉลามที่ไม่ใช่กระพุ้งแก้มที่ใหญ่กว่าอาจสามารถให้สมองได้พักหรือนอนหลับได้โดยไม่ต้องหยุดว่ายน้ำ แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อยืนยันสมมติฐานนั้น
นักวิจัยยังหวังว่าการศึกษาครั้งใหม่นี้จะช่วยตอบคำถามเกี่ยวกับวิวัฒนาการของการนอนหลับในสัตว์อื่นๆ เช่น มนุษย์ได้อย่างไรและเมื่อใด เนื่องจากฉลามเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังที่เก่าแก่ที่สุดบางตัวและแยกจากมนุษย์อย่างน้อย 440 ล้านปีก่อน ตามฟอสซิลของ บรรพบุรุษร่วมกันระหว่างมนุษย์และฉลามที่พบในปี 2018 Live Science รายงานก่อนหน้านี้
“ฉลามเป็นตัวแทนของกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีขากรรไกรที่เก่าแก่ที่สุด ดังนั้นจึงอาจให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิวัฒนาการของการนอนหลับในสัตว์มีกระดูกสันหลัง” นักวิจัยเขียนไว้ในบทความ
