En las aves , el sueño consiste en "períodos de cierre de los ojos interrumpidos por breves períodos de apertura de los ojos". [ Esta cita necesita una cita ] Durante los cortos períodos de apertura de los ojos, los estudios electroencefalográficos (EEG) indican que las aves todavía están durmiendo; el nivel de voltaje en el cerebro es idéntico. [1] Las aves restablecen sus umbrales de excitación durante el sueño. Durante sus breves períodos de ojos abiertos, las aves dormidas pueden movilizarse casi instantáneamente cuando son amenazadas por un depredador. Se ha descubierto que las especies de aves dependen del tamaño y la altura de la bandada para tomar precauciones contra los depredadores. [1] Entre la apertura de ojos y el sueño grupal, estas precauciones permiten que el sueño sea beneficioso y seguro.
La cantidad de sueño necesaria para funcionar puede variar según la especie. Los playeros pectorales migran desde el hemisferio sur al círculo polar ártico, su lugar de apareamiento (donde se reproducen durante el día. Dado que los playeros son polígamos, se aparean (o buscan pareja) durante el día. Los machos no necesitan dormir tanto Durante este tiempo, se ha observado que algunos ceden el 95 por ciento de su tiempo de sueño durante los diecinueve días de apareamiento. [2] La mayoría actúa de manera similar a los humanos cuando se les priva del sueño, llevándolos a situaciones potencialmente mortales o disminuyendo su velocidad de migración. [3]
Anatomía comparada del cerebro y sistema nervioso aviar
El sistema nervioso típico de las aves es similar al de los mamíferos. El sistema nervioso central incluye el cerebro y la médula espinal, y un sistema nervioso periférico consta de nervios y órganos sensoriales. Los atributos clave han evolucionado en comparación con otras especies, especialmente la visión; Se cree que las capacidades visuales de las aves son más avanzadas que las de cualquier otro grupo de vertebrados. Además de los ojos más grandes, las aves tienen lóbulos ópticos más grandes que el promedio . Con un lóbulo óptico más grande e intrincado, algunas especies de aves pueden ver el espectro ultravioleta (UV) (más allá del rango visual del ojo humano). Esta capacidad visual ultravioleta facilita la caza, como se ve en los halcones nocturnos . La opsina de cono sensible a los rayos UV es típicamente responsable de la capacidad de las aves para ver los rayos UV, pero algunas especies lo han evitado; los búhos pueden ver la luz ultravioleta, pero carecen de opsinas. Lo compensan con enzimas esenciales que permiten una mayor sensibilidad de la varilla. [4] La radiación ultravioleta es vista por varios otros grupos de animales, incluidos gatos e insectos (donde parece evolucionar en respuesta a las relaciones depredador-presa).
Las compensaciones en anatomía y fisiología son comunes, y esto se observa en los lóbulos olfatorios de la mayoría de las especies de aves. Posiblemente debido a que los lóbulos ópticos son más grandes que el promedio, los lóbulos olfatorios de las aves son relativamente pequeños; pocas especies de aves usan el olfato para encontrar comida. Los halcones y las águilas no suelen tener cerebelos más grandes para volar. Según el investigador de neuroanatomía comparada Ludwig Edinger , los cerebros de las aves consisten principalmente en ganglios basales (responsables del comportamiento instintivo, en lugar de la plasticidad del comportamiento). Los científicos han desafiado algunos de los hallazgos de Edinger y han pedido que se cambie el nombre de los órganos del sistema nervioso de las aves para reflejar su similitud con los de los mamíferos.
Sueño REM y de ondas lentas
El sueño de las aves comparte dos similitudes con el de los mamíferos: el movimiento ocular rápido (REM) y el sueño de ondas lentas (SWS). Se cree que el sueño REM tiene un efecto importante sobre las funciones motoras y el almacenamiento de la memoria. Los EEG muestran ondas de alta amplitud y baja frecuencia durante el sueño REM; SWS tiende a ondas de menor amplitud y alta frecuencia, y se cree que es una forma de sueño profundo. Durante SWS, los potenciales de membrana en las neuronas del neocórtex oscilan lentamente.
Varias especies de aves exhiben un sueño unihemisférico de ondas lentas : la capacidad de descansar la mitad del cerebro en SWS, mientras que la otra mitad parece estar despierta. Este tipo de sueño también se ha observado en delfines y ballenas. Por lo general, el organismo puede mantener un ojo abierto durante este proceso, lo que permite una mayor vigilancia en entornos de alta depredación. [5] La evolución de este rasgo en aves y mamíferos acuáticos es de interés para los investigadores debido a las presiones involucradas. Se cree que el SWS unihemisférico ha evolucionado en los mamíferos acuáticos porque deben regresar a la superficie en busca de oxígeno; se cree que ayuda a las aves a evitar la depredación, demostrando homoplastia en los dos grupos.
Experimento de la paloma
En un estudio de cómo los patrones de sueño de la paloma de Berbería se ven afectados por el tamaño de la bandada, DW Lendrum intentó demostrar que las bandadas más grandes reducen la vigilancia general y el aparente aumento en el riesgo de depredación de una bandada más pequeña dañaría el ciclo de sueño de las palomas. [2] Al comienzo del estudio, las palomas fueron enjauladas solas o en pares de jaulas que contenían dos, tres o seis. Luego se colocaron en uno de dos entornos. En el ambiente tranquilo, Lendrum pasó solo frente a la jaula entre las 10 am y el mediodía; en el entorno agresivo, Lendrum pasó junto a la jaula con un hurón domesticado a la misma hora del día. Lendrum descubrió que las aves en un ambiente tranquilo pasaban mucho más tiempo con los ojos cerrados que aquellas en el ambiente agresivo. [2]
Lendrum recopiló datos sobre el sueño con los ojos abiertos y cerrados de las palomas; La bandada se asoció con un aumento en el tiempo total de cierre de los ojos de un ave y una disminución en la cantidad de apertura de los ojos. [2] En presencia de un depredador, Lendrum descubrió que las palomas exhibían niveles más altos de vigilancia individual y aumento del sueño a ojos abiertos; esto redujo el componente de sueño activo de su tiempo total de sueño. [2]
Altura de la percha
Se cree que los depredadores juegan un papel importante en los patrones de sueño de un organismo. Para adaptarse a la depredación, han evolucionado dos técnicas comunes: colocarse fuera de peligro mientras duerme y dormir más ligero (como el sueño unihemisférico). En las aves, se cree que la altura de la percha juega un papel importante en el sueño; Se ha demostrado que una altura de la percha más baja reduce el número y la duración de los episodios de sueño REM en las palomas, y una percha más alta aumenta el sueño REM y disminuye el sueño de ondas lentas. [6] Los hallazgos también sugieren que el tiempo que las palomas pasan despiertas aumenta cuando anidan en perchas más bajas. La menor altura de la percha se correlaciona con un mayor riesgo de depredación; El sueño REM pondría a la paloma en mayor peligro, ya que es una forma de sueño menos reactiva. [6]
Contaminación lumínica
La luz es una de las amenazas más comunes para el sueño suficiente de las aves que viven en ambientes antropogénicos, conocida como " contaminación lumínica artificial en la noche" (ALAN). ALAN elimina la oscuridad, una necesidad para el descanso. La interrupción de los ciclos de luz y oscuridad de las aves puede afectar los ritmos circadianos y eventualmente dañar los patrones de sueño. El biólogo Thomas Raap realizó un estudio que sugirió que la exposición a ALAN afectaba el comportamiento del sueño de los herrerillos comunes ( Cyanistes caeruleus ). [7] En este estudio, las aves se despertaron antes debido a factores ALAN como el cronometraje estacional. Debido a que la luz generalmente indica el paso de un día a las aves, la exposición a la contaminación lumínica altera su capacidad para medir la duración de un día. Fuera de las áreas densamente pobladas, normalmente hay una disminución de aproximadamente un cinco por ciento en la duración del sueño de las hembras herrerillos azules durante su período de anidación. Los investigadores encontraron una reducción del 50 por ciento en la duración del sueño de las mujeres durante este período en los centros urbanos y sugirieron que los efectos de ALAN eran los responsables. [7]
Referencias
- ↑ a b Lesku, J. y Rattenborg, N. (2014). "Sueño aviar" . Biología actual . 24 (1): R12 – R14.
- ↑ a b c d e Lendrem, DW (3 de junio de 2006). "Dormir y vigilancia en aves, II. Un estudio experimental de la paloma de Berbería ( Streptopelia risoria )" .
- ^ Jiang, Y .; Chai, Y .; Yang, F .; Xu, S .; Basner, M .; Detre, JA; Dinges, DF y Rao, H. (2018). "Efectos de la privación del sueño y el sueño de recuperación en la organización de la red del cerebro humano". Duerme . 41 (suministro): A85 – A86.
- ^ Rattenborg, N. (2006). "Evolución del sueño de ondas lentas y la conectividad palliopallial en mamíferos y aves: una hipótesis" . Boletín de investigación del cerebro . 69 (1): 20-29.
- ^ Rattenborg, Niels C .; Lima, Steven L. y Amlaner, Charles J. (1999). "Control facultativo del sueño unihemisférico aviar bajo riesgo de depredación". Investigación del cerebro conductual . 105 (2): 163-172. doi : 10.1016 / S0166-4328 (99) 00070-4
- ^ a b Tisdale, RK; Lesku, JA; Beckers, GJL; Vyssotski, AL & Rattenborg, NC (1 de octubre de 2018). "La verdad sobre dormir bajo: las palomas cambian a formas de sueño más ligeras cuando duermen cerca del suelo" .
- ^ a b Raap, T .; Sun, J .; Pinxten, R. y Eens, M. (2017). "Efectos disruptivos de la contaminación lumínica sobre el sueño en aves de vida libre: ¿depende de la estación y / o de la intensidad de la luz?". Procesos de comportamiento : 144. doi : 10.1016 / j.beproc.2017.08.011