Những cách ngủ lạ đời của động vật

(kenhsinhvien.vn) Cá heo dừng hoạt động một nửa não bộ. Voi chợp mắt chỉ 2 giờ mỗi đêm. Sau đây là lý do vì sao động vật có nhiều cách nghỉ ngơi khác nhau như vậy.

Tuyết phủ lên mũi một con gấu Bắc Cực đang ngủ. Giống như con người, phần lớn động vật đều cần ngủ, nhưng chúng có những cách ngủ độc nhất vô nhị. Ảnh: Norbert Rosing, Nat Geo Image Collection.

Đối với con người, giấc ngủ vừa cần thiết, vừa bí ẩn và cũng vừa xa xỉ. Không ai biết được vì sao chúng ta cần ngủ nhưng chúng ta vẫn cứ ngủ, và ít nhiều một tiếng chợp mắt có thể biến một ngày của ta trở nên tuyệt vời hoặc buồn bực.

Phần lớn động vật cũng ngủ, bác sĩ chuyên khoa tâm thần Jerome Siegel tại Đại học California, Los Angeles cho biết, nhưng theo những cách cũng đa dạng như chính giới động vật. Sự đa dạng này bao gồm thời gian và độ sâu giấc ngủ, thậm chí là cách giấc ngủ diễn ra trong não bộ.

Từ chó ngủ gật cả ngày đến cá heo ngủ chỉ một nửa bộ não, sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về nhiều cách ngủ khác lạ của động vật.

Chu kỳ giấc ngủ

Giống như mọi loài vượn lớn khác, con người cũng là loài ngủ đơn pha, nghĩa là chúng ta ngủ một giấc dài trong mỗi chu kỳ 24 giờ. Tinh tinh lùn, tinh tinh, khỉ đột và đười ươi đều xây dựng chỗ ngủ trên cây, tránh xa thú săn mồi và côn trùng, một phiên bản rừng già của chiếc gi.ường. Khỉ đột ngủ 12 tiếng nhưng đười ươi chỉ ngủ 8 tiếng như con người.

Ở một số loài linh trưởng khác, cũng như hầu hết động vật, giấc ngủ là đa pha, với nhiều khoảng ngủ và hoạt động xen kẽ trong chu kỳ 24 giờ. Chó có chu kỳ thức-ngủ khoảng 83 phút và ngủ nhiều hơn 10 tiếng rưỡi một chút mỗi chu kỳ 24 giờ.

Nguyên nhân vượn lớn có giấc ngủ dài và sảng khoái như vậy so với những giấc ngủ ngắn hơn theo đợt của người anh em họ khỉ là do chỗ ngủ. Khỉ phải giữ thăng bằng trên những nhánh cây cứng, nên chúng dễ dàng bị đánh thức bởi mối nguy tiềm tàng hoặc những con khỉ khác. Điều đó giúp ích cho chúng nhưng lại không tốt cho giấc ngủ dài.

Khi vượn lớn hơn, các nhánh cây chúng từng ngủ có thể không còn giữ nổi trọng lượng của chúng, vì vậy vượn bắt đầu xây chỗ ngủ. Nơi có thể nằm xuống, tránh xa khỏi những hiểm nguy từ thú săn mồi và những sự xao nhãng khác giúp vượn ngủ lâu hơn, yên tâm hơn và sâu hơn. Một nghiên cứu năm 2015 cho thấy thật ra đười ươi có giấc ngủ tốt hơn so với người anh em tinh tinh lùn. Nghiên cứu ấy cho rằng khả năng nhận thức của vượn có thể cải thiện vào ngày hôm sau nếu có giấc ngủ dài hơn và sâu hơn.

Khỉ macaca Nhật Bản nghỉ ngơi trong suối nước nóng ở Nagano, Nhật Bản. Ảnh: Istvan Hernadi, National Geographic Your Shot.

Ngủ một nửa bộ não

Trong khi đó, cá heo có thể vẫn cảnh giác bằng một nửa não bộ dù nửa còn lại có thể đã chìm vào giấc ngủ sâu. Điều này giúp cá heo có thể ngủ với một mắt còn mở, trông chừng kẻ săn mồi.

“Về cơ bản, cá heo cảnh giác 24 giờ một ngày trong suốt cuộc đời mình,” Siegal cho biết.

Mô hình giấc ngủ này giống nhau ở cá heo và cá voi, cũng như lợn biển, hải cẩu có tai và một số loài chim, và được gọi là giấc ngủ sóng chậm bán cầu não đơn, một trạng thái ngủ sâu mà giấc ngủ mắt chuyển động nhanh (ngủ REM) không xảy ra.

Ngủ REM là trạng thái ngủ mà trong đó não bộ phần lớn còn hoạt động, việc hít thở trở nên nhanh hơn, và hầu hết cơ bắp trở nên tê liệt tạm thời. Tầm quan trọng của ngủ REM là một đề tài tranh luận của giới khoa học liên quan đến vai trò của nó đối với trí nhớ và học tập. Cá heo rất thông minh nhưng sẽ không thể trải qua giấc ngủ REM, bác sĩ chuyên khoa thần kinh David Raizen tại Đại học Pennsylvania cho biết, vì nếu cá heo trải qua tình trạng tê liệt cơ bắp tương tự như động vật trên cạn, chúng sẽ chìm xuống đáy biển và chết đuối.

Nếu cá heo chỉ ngủ một bên não, thì người ta sẽ đặt ra câu hỏi: “Vậy là chúng đang ngủ hay thức? Câu trả lời ở đây không hề đơn giản,” Siegel cho biết.

Trên Ấn Độ Dương, một nhóm gồm hơn 30 con cá nhà táng trưởng thành đang ngủ ở độ sâu 15m. Chúng đứng thế này mà không động đậy trong nhiều phút hoặc nhiều giờ. Tất cả đều là con cái, và tất cả con non đều ở trên mặt nước trong khi mẹ chúng ngủ. Ảnh: Stephane Granzotto, National Geographic Your Shot.

Một số loài chim cũng bay trong khi một nửa bộ não đang ngủ.

Cốc biển bay hàng tháng trời trên đại dương và có thể ngủ thông thường lẫn ngủ một nửa bộ não trong lúc bay vút lên hoặc bay lượn. Cốc biển chỉ ngủ khi khí lưu thổi lên cho phép chúng tăng độ cao và giữ mình khỏi ngã xuống nước trong những quãng ngủ 10 giây ngắn ngủi trong tổng thời gian ngủ chúng có khi đang bay. Trên mặt đất, cốc biển ngủ 12 tiếng một ngày với những quãng kéo dài 1 phút.

Hải cẩu lông cũng ngủ một bên não trong khi bơi, nhưng khi trên cạn chúng trở lại với giấc ngủ bán cầu não kép – ngủ toàn bộ bộ não, giống như con người.

Hải cẩu ngủ. Ảnh: Vladimir Snegov, National Geographic Your Shot.

Vậy động vật có cần ngủ không?

Thời gian ngả lưng của động vật diễn ra theo nhiều cách, nhưng định nghĩa kinh điển về giấc ngủ là “giai đoạn giảm hoạt động và khả năng phản ứng mà có thể nhanh chóng đảo ngược,” và cần phải ngủ bù nếu xảy ra tình trạng thiếu ngủ, Siegel cho biết.

Vế sau “không nhất thiết áp dụng cho toàn bộ động vật có vú,” Siegel nói thêm. Hải cẩu lông ngủ rất ít khi ở dưới nước nhưng không cần ngủ bù lúc lên bờ.

Dẫu vậy, ruồi giấm vẫn cần chợp mắt, Raizen cho biết. Ruồi giấm có thể ngủ 12 tiếng liên tục trong bóng tối hoàn toàn. Nếu bị thiếu ngủ, ruồi giấm sẽ ngủ lâu hơn trong chu kỳ ngủ tiếp theo và cũng “giảm động lực sinh sản và khả năng sinh sản thành công,” Raizen nói. Cả ruồi và động vật có vú bị thiếu ngủ đều thể hiện kém trong việc học hỏi, dù một nghiên cứu năm 2019 cho rằng thiếu ngủ trầm trọng không thay đổi tỷ lệ tử vong của chúng.

Nhu cầu ngủ bù biểu thị trạng thái cân bằng nội môi, một hệ thống tự giữ cân bằng, củng cố quan điểm khoa học phổ biến cho rằng giấc ngủ cần có ở động vật.

Nhưng không phải ai cũng đồng tình. Chẳng hạn như dơi nâu ngủ lâu nhất trong số các loài động vật, ngủ 20 tiếng trong chu kỳ 24 giờ. Nhưng điều đó không nằm ngoài sự cần thiết.

“Dơi ăn muỗi, và có lẽ muỗi chỉ ra ngoài 4 giờ một ngày,” Raizen cho biết. “Thời gian còn lại không có lý do gì để dơi thức cả, vậy nên chúng chỉ ngủ để tiết kiệm năng lượng.”

Ngủ, nghỉ ngơi và bất động

Khả năng phản ứng giảm là điểm khác biệt giữa ngủ và cái gọi là nghỉ ngơi, bất động hay thiếu vận động ở một số động vật, hãy nghĩ đến quãng thời gian bạn lờ đi chiếc đồng hồ báo thức của mình.

“Nếu ta ngủ và có ai đó thì thầm tên ta, ta sẽ không phản ứng lại,” Raizen nói, trong khi động vật trong trạng thái nghỉ ngơi lại có phản ứng với kích thích nhanh hơn.

Người ta nhận thấy sứa úp ngược biểu hiện trạng thái bất động vào ban đêm. Dù sứa đập chỉ còn 1/3 so với ban ngày, chúng ít phản ứng hơn với các kích thích như thức ăn và giảm 17% hoạt động khi còn thức vào ban đêm.

Ngủ đông là trạng thái bất động và giảm tốc độ trao đổi chất mà động vật áp dụng để tồn tại qua những tháng mùa đông lạnh giá. Ngủ đông và những đợt nghỉ ngơi dài kỳ không phải là ngủ như chúng ta tưởng. Chúng liên quan đến nhiệt độ hoặc những thay đổi của môi trường như thiếu thức ăn.

Để tiết kiệm năng lượng trong những điều kiện khắc nghiệt, một số động vật sẽ lâm vào trạng thái lừ đừ (torpor) hay bất động, một trạng thái ngủ sâu sụt giảm thân nhiệt và tốc độ trao đổi chất kéo dài ít hơn 24 tiếng. Nhịp tim của chim ruồi cổ lam có thể giảm từ hơn 1200 nhịp/phút xuống còn 50 nhịp/phút ở trạng thái lừ đừ. Chim ruồi kích hoạt trạng thái lừ đừ để sinh tồn và tiết kiệm năng lượng trong những tháng mùa đông lạnh giá.

Ngủ hè là giai đoạn trạng thái bất động hoặc lừ đừ xảy ra để phản ứng lại với thời kỳ khô nóng kéo dài. Cá phổi Tây Phi tiết ra chất nhầy và hình thành kén quanh mình, sau đó đào hang để ngủ hè, tự xây cho mình một môi trường sống an toàn để chờ thời kỳ khô nóng qua đi, thời kỳ mà những hồ nước chúng sống cạn khô.

Cân bằng giấc ngủ và cuộc sống

Có vẻ giấc ngủ không phải là cách sử dụng thời gian an toàn nhất hay tốt nhất đối với động vật, thời gian đó có thể được dùng để ăn hoặc trông chừng kẻ săn mồi. Nhưng trong thế giới tự nhiên, “ta chỉ cần truyền lại gen của mình”, Siegel cho biết.

Động vật thường ăn vào những mùa nhất định và sẽ không ăn nhiều hơn dù chúng có thức mãi. Ở một số loài, cách tốt nhất để đảm bảo những gen đó duy trì là bảo vệ gen và giúp con cái chúng có thể sống sót. Siegel giải thích rằng giấc ngủ giúp động vật làm được điều đó.

“Tất nhiên nếu con người chúng ta thức cả đêm để bảo vệ đứa con mới sinh của mình, chúng sẽ được an toàn hơn một chút,” ông nói. “Nhưng nếu chúng ta cần nhiều năng lượng hơn để cung cấp cho não và tim, về lâu dài điều đó sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến sự sống còn của chúng ta và cả đứa con. Vậy nên giấc ngủ phổ biến ở hầu hết các loài.”

Một con báo hoa mai cái đang đắm mình trong nắng chiều ở Mombo, Botswana. Ảnh: P. Warner, National Geographic Your Shot.

Thường thì động vật có những địa điểm để ngủ an toàn “nhưng những con không có, như động vật ăn cỏ lớn, thì không ngủ quá nhiều và chắc chắn là không ngủ sâu như con người.”

Động vật ăn cỏ lớn như voi và hươu cao cổ cũng cần kiếm ăn nhiều nên chúng chỉ ngủ khoảng 2 tiếng một đêm.

“Nếu hươu cao cổ ngủ giống như chúng ta, nằm xuống và bất tỉnh, thì sẽ không còn hươu cao cổ nữa đâu,” Siegel cho biết.

Ve sầu nổi lên mỗi 13 hoặc 17 năm là ví dụ điển hình của loài thành công, Siegel nói. Ve sầu dành phần lớn đời mình chôn vùi dưới đất và có đến hàng triệu con.

“Thứ duy nhất quyết định sự sống còn là ta có bao nhiêu hậu duệ có khả năng sinh sản, chứ không phải thời gian thức bao lâu,” ông nói. “Số lượng tối ưu cho mỗi loài tuỳ thuộc vào ngách sinh thái mà loài đó chiếm lĩnh.”

so cute