Sälar svävar iväg för att sova och hamnar i en medvetslös spiral under djupdykning, har en ny studie av amerikanska forskare upptäckt.
Hjärnvågsmönstren för spårade sälar har avslöjat att de i genomsnitt bara sover i två timmar dagligen under månader långa födosöksresor till havs, som består av en serie 10-minuters power naps under dykning. Men vid ytan på en strand sover elefantsäl med glädje i cirka 10 timmar om dagen.
Valar, delfiner, pälssälar och sjölejon är kända för att gynna "unihemisfärisk sömn", vilket innebär att ena sidan av deras hjärnor alltid förblir vaken. Hos de flesta andra däggdjur som människor och äkta sälar sover båda hjärnhalvorna samtidigt.
Sälelefanter går in i snabb ögonrörelse (REM) sömn under djupdykning som kan vara i upp till 30 minuter, med sömnförlamning som gör att de vänds upp och ner och driver nedåt i en korkskruvs "sömnspiral", enligt studien. Detta slutar ibland med att de ligger orörliga på havsbotten i minuter innan de vaknar igen. Sälelefanter känner sig säkrare från rovdjur som hajar och späckhuggare på djupet.
Studien markerade första gången som forskare någonsin har lyckats registrera hjärnaktivitet hos ett frigående vilda marina däggdjur.
Jessica Kendall-Bar, en postdoktor vid UC San Diegos Scripps Institution of Oceanography, ledde studien med professorerna i ekologi och evolutionsbiologi Daniel Costa och Terrie Williams vid University of kalifornien Santa Cruz, där hon hade varit doktorand.
"I åratal har en av de centrala frågorna om elefantsäl varit: när sover de?" sa Prof Costa, chef för UCSC Institute of Marine Sciences, som har studerat elefantsäl vid Año Nuevo Reserve norr om Santa Cruz i mer än 25 år.
Alltmer förfinade taggar har använts för att spåra sälarnas rörelser och dykbeteende när de beger sig in i norra Stilla havet i upp till åtta månader åt gången.
"Dykprotokollen visar att de ständigt dyker, så vi tänkte att de måste sova under vad vi kallar driftdyk, när de slutar simma och sakta sjunker", säger prof Costa. "Men vi visste verkligen inte.
"Nu kan vi äntligen säga att de definitivt sover under dessa dyk, och vi upptäckte också att de inte sover särskilt mycket överlag jämfört med andra däggdjur." Medan elefanten är till sjöss, förseglar rivaliserande afrikanska elefanter för rekordet av däggdjur som klarar sig minst sömn.
Kendall-Bar utarbetade ett system för att registrera elefantsälarnas hjärnaktivitet som använde EEG-sensorer och en datalogger på en huvudmössa av neopren, allt som kunde hämtas när djuren återvände till Año Nuevo. De bar också tidsdjupsmätare, accelerometrar och andra instrument som gjorde det möjligt att spåra deras rörelser och matcha deras hjärnaktivitet vid varje givet ögonblick.
Mänskliga fridykare
Sälar som tog kortare utflykter till havet från Año Nuevo visade sig uppvisa liknande dykbeteende. Med data om hjärnaktivitet och dykbeteende från 13 unga elefantsälhonor, inklusive totalt 104 sömndyk, utvecklade Kendall-Bar en algoritm för att identifiera hur länge de sover.
Baserat på 25 års data från Prof Costas Año Nuevo-forskning kunde Kendall-Bar extrapolera resultaten till mer än 300 djur. Hon planerar nu att använda liknande metoder för att studera hjärnaktivitet hos andra sälarter och sjölejon – såväl som hos mänskliga fridykare.
"Det är en fantastisk bedrift att få till det här," sa professor Williams från Kendall-Bars arbete. "Hon utvecklade ett EEG-system för att fungera på ett djur som dyker flera hundra meter i havet. Sedan använder hon data för att skapa datadrivna animationer så att vi verkligen kan visualisera vad djuret gör när det dyker genom vattenpelaren.”
Resultaten skulle kunna hjälpa till med bevarandeinsatser genom att avslöja ett "sömnlandskap" av föredragna viloområden, sade prof Williams. "Normalt är vi oroliga för att skydda områdena dit djur går för att mata, men kanske är ställena där de sover lika viktiga som alla andra kritiska livsmiljöer." Det banbrytande studien har precis publicerats i tidskriften Vetenskap.
Mystery killer avslöjad efter 40 år
Samtidigt har den mystiska förövaren av ett massmord som nästan utplånade långryggade sjöborrar i Karibien identifierats som en parasitisk mikroorganism – ett ciliat.
Den första döden av miljontals Diadema antillarum eller hattnålsborrar inträffade för 40 år sedan, när de plötsligt började tappa ryggraden, dö och försvann på några dagar från revet. Inom ett år hade 98 % utplånats.
Borrarna hade återhämtat sig långsamt fram till förra året, då mysteriemördaren slog till igen – denna gång utplånade upp till 95 % av den återstående karibiska befolkningen.
Mikrobiolog Prof Ian Hewson vid Cornell University i New York samlade in både friska och sjuka urchins från 23 revplatser och undersökte vävnadsprover i sitt laboratorium och sökte bevis på virus och patogener.
När han vänder sig till genetiska signaler från mikroorganismer som svampar och ciliater, fann han att en av de senare, Philaster apodigitiformis, förekom endast hos sjuka borrar. Att lägga till det i tankar som innehöll friska borrar gjorde att 60 % av dem tappade ryggraden inom några dagar.
Besläktade ciliater hade varit kända för att infektera hajar men aldrig tidigare för att döda sjöborrar, eftersom de helt enkelt har betraktats som konsumenter av bakterier och ruttnande vävnad. Nu vet forskarna den skyldige, de vill lära sig vad som utlöser sådana förödande attacker. Deras resultat har också just publicerats in Vetenskap.
Även på Divernet: Fridykare slår sälar på djupa dyk, Gråsälar klappar för seger, Seals välkomnar dykare till The Farnes, Babbacombe Seal
