Сидарта Рибейро – Подсознание (страница 28)
Кроме того, естественное пробуждение обычно происходит после быстрого сна, что позволяет предположить: он действует как посредник между медленным сном и бодрствованием. Можно представить, какую фору давала организму возможность проснуться сразу в состоянии боевой готовности!
Еще факт: быстрый сон важен для настройки правильного взаимодействия между мышечными клетками и нейронами в процессе развития. Активация двигательной коры мозга во время быстрого сна стимулирует короткие мышечные сокращения по всему телу, что позволяет калибровать движения и действия даже у новорожденных задолго до того, как они начнут выполнять их в реальном мире.
Остается представить, какие преимущества быстрый сон подарил динозаврам. Могло ли это состояние способствовать экологической гегемонии крупных рептилий на протяжении 170 миллионов лет? Какую роль играл быстрый сон в упорной борьбе за выживание динозавров во время их долгого господства? Тема увлекательная, хотя и неминуемо спекулятивная.
Дело в том, что 66 миллионов лет назад динозавры оказались стерты с лица земли, и наличие или отсутствие у них фазы быстрого сна тут совершенно ни при чем. По невероятному стечению обстоятельств в то место, где сегодня находится полуостров Юкатан (Мексика), упал астероид[84], и это полностью изменило порядок жизни на Земле.
Падение на мелководье со скоростью 72 тысячи километров в час камня диаметром 10–15 километров и массой от 1012 до 1014 тонн вызвало огромный выброс токсичных газов. Астероид попал в местность с большими залежами гипса — богатого серой минерала. Возникшие сейсмические толчки и усиление вулканической активности спровоцировали интенсивное изменение климата. Выбросы газа были настолько велики, что толстый слой облаков закрыл солнце на месяцы, а возможно, и на годы.
Взрыв от падения астероида был в 10 миллиардов раз мощнее атомной бомбы, уничтожившей Хиросиму. После невероятного жара пришла глубокая, продолжительная зима. Фотосинтез на суше и в воде был нарушен. Из-за этих перемен, произошедших за короткое время, погибли 75% всех существовавших видов животных и растений. Исчезли все динозавры, кроме тех, что стали предками птиц, а также бесчисленные виды млекопитающих, рыб, моллюсков, растений и даже планктона.
Если бы астероид упал чуть раньше или чуть позже, он бы попал на глубоководье, и последствия оказались бы куда менее разрушительными. Вновь вращение Земли вокруг своей оси оказало решающее влияние на эволюцию жизни на ее поверхности!
В конце мелового периода наблюдались широкомасштабное расселение оставшихся видов и ускоренная диверсификация морфологических признаков групп животных, переживших катастрофу.
Виды, ранее теснившиеся в экологических нишах с конкурентами и явными врагами, вдруг оказались на разных уровнях пищевой цепочки и даже на ее вершине — все крупные хищники исчезли[85]. В новых эволюционных обстоятельствах появилось множество новых видов млекопитающих, птиц, ящериц и рыб. Приматы и китообразные, две группы млекопитающих с большими когнитивными способностями, после вымирания динозавров распространились по всему миру.
Падение температуры после захода солнца означает, что ночная активность рептилиям почти недоступна: им необходимо внешнее тепло, чтобы, согревшись, запустить метаболизм. Именно способность генерировать тепло позволила млекопитающим занимать экологические ниши в ночное время даже при больших колебаниях температуры внешней среды в разное время года.
Сравнение поведения почти 2500 видов млекопитающих позволяет предположить, что сугубо дневные привычки у них возникли только после вымирания динозавров, с появлением обезьянообразных приматов — 50–30 миллионов лет назад. Необходимость сохранять тепло во время сна способствовала эволюции поведения: особи стали собираться в группы на ночной сон. Это типично для млекопитающих и птиц и сейчас, особенно в холодном климате.
Появление внутреннего контроля за выработкой тепла благоприятствовало быстрому сну, поскольку для его возникновения необходимо поддерживать температуру тела на подходящем уровне. Например, у ехидны быстрый сон наблюдается только при температуре внешней среды около 25°С.
Эволюция быстрого сна сопровождалась почти полным расслаблением мышц — это позволяет поддерживать высокую корковую активность без последствий в виде движений тела. Почти полное расслабление тела во время быстрого сна влечет повышенную яркость сновидений. Животное при этом не просыпается и не совершает нежелательных движений, которые могут привлечь хищников.
Одно из основных различий в паттернах быстрого сна у разных видов позвоночных связано с его продолжительностью. У рептилий и птиц циклы сна короткие, а быстрый сон длится всего несколько секунд; у млекопитающих он часто тянется десятки минут, а у некоторых видов — по часу и более. Как правило, суточное количество быстрого сна обратно пропорционально массе тела, поэтому у мелких животных оно обычно больше. Но если исключить из анализа параметр массы тела, то мы увидим тесную корреляцию быстрого сна со степенью незрелости организма на момент рождения.
Для относительно зрелых к моменту рождения животных, таких, как овцы и жирафы, вскоре после рождения демонстрирующих довольно высокую самостоятельность, характерно небольшое количество быстрого сна (всего около часа в день). У относительно незрелых на момент рождения млекопитающих, таких как люди и утконосы, отмечается очень длительный быстрый сон, особенно на ранних этапах жизни.
Человеческий детеныш не может сам себя кормить, передвигаться, защищаться и чиститься. Детеныш утконоса не может даже регулировать свою температуру без контакта с матерью. Что любопытно: и человеческие младенцы, и новорожденные утконосы проводят в фазе быстрого сна около восьми часов в сутки.
У новорожденных млекопитающих, которые еще не открыли глаза, высокий уровень электрической активности (вызванный большим количеством быстрого сна) препятствует атрофии мозга из-за отсутствия стимуляции. Важная роль быстрого сна в развитии эмбриона и во внеутробном обучении состоит в регуляции работы тех генов, которые используются нейронами для поддержания и модификации своих связей.
Быстрый сон играет центральную роль в развитии плода и новорожденного, особенно у тех животных, которые при рождении менее зрелые и нуждаются в значительной модификации, чтобы достичь взрослой фазы. Незрелость в начале жизни — это недостаток: хрупкость детеныша вынуждает родителей постоянно о нем заботиться. Однако в долгосрочной перспективе эта характеристика становится большим преимуществом — особь, избежавшая в детстве смертельных опасностей и имевшая возможность повзрослеть под надзором хороших опекунов, научится оптимизировать жизнедеятельность в своей экологической нише, получит разнообразный опыт и навыки.
Как мы увидим ниже, быстрый сон играет решающую роль в консолидации обучения в долгосрочной перспективе. Для всех, кому нужно многому научиться, он жизненно важен.
Адаптация млекопитающих, птиц и земноводных к водной и воздушной средам и к миграциям связана с глубокими изменениями характера сна. Морские слоны, путешествующие между Аляской и Калифорнией, проводят в воде до восьми месяцев, не имея возможности отдохнуть на твердой земле. Во время миграции эти животные периодически ныряют на глубину более 270 метров. Во время таких погружений они перестают плыть и просто опускаются в глубину, грациозно вращаясь, вероятно, во сне. Это круговое движение позволяет морским слонам значительно снизить скорость, с которой они погружаются на дно Тихого океана.
В 13 тысячах километров от Сейшельских островов проводились эксперименты по отслеживанию морских черепах. Их оснастили устройствами для регистрации времени и глубины погружения. Оказалось, черепахи надолго уходят под воду без перерыва на дыхание: погружения достигают 20 метров в глубину и 50 минут по продолжительности.
Датчики на челюстях рептилий показали, что во время этих глубоких погружений черепахи перестают совершать движения ртом и перекачивать воду, что необходимо им для восприятия окружающей среды на запах. Полученные результаты свидетельствуют, что морские черепахи спят под водой прямо посреди Индийского океана.
Стратегия сна на глубине — вопрос адаптации. Силуэты животных, плавающих близко к поверхности, хорошо видны хищникам, подплывающим снизу. Кроме того, поверхность воды ограничивает возможности побега добычи.
Поскольку эволюцией (как продуктом случайного стечения обстоятельств) нельзя управлять, она часто приводит к совершенно разным решениям одних и тех же проблем.
В отличие от морских слонов и сейшельских черепах, китообразные — собственно киты и дельфины — не спят, погрузившись в воду, а демонстрируют однополушарный сон: они способны спать каждым полушарием мозга попеременно. Это позволяет им пребывать в постоянном движении, периодически поднимаясь к поверхности для вдоха.
У этих животных отсутствует быстрый сон, но наличествует достаточно высокая электрическая активность мозга, обеспечивающая постоянную двигательную активность. Считается доказанным, что ее достаточно для удовлетворения компенсации отсутствия быстрого сна.