Zeeolifanten vallen in slaap en komen tijdens diepe duiken in een onbewuste spiraal terecht, zo blijkt uit een nieuw onderzoek van Amerikaanse wetenschappers.
Uit de hersengolfpatronen van gevolgde zeehonden is gebleken dat ze gemiddeld slechts twee uur per dag slapen tijdens maandenlange foerageertochten op zee, bestaande uit een reeks powernaps van 10 minuten tijdens het duiken. Maar aan de oppervlakte op een strand slapen zeeolifanten met plezier ongeveer tien uur per dag.
Het is bekend dat walvissen, dolfijnen, pelsrobben en zeeleeuwen de voorkeur geven aan ‘unihemisferische slaap’, wat betekent dat één kant van hun hersenen altijd wakker blijft. Bij de meeste andere zoogdieren, zoals mensen en echte zeehonden, slapen beide hersenhelften tegelijkertijd.
Zeeolifanten gaan in een snelle oogbewegingsslaap (REM) tijdens diepe duiken die tot 30 minuten kunnen duren, waarbij slaapverlamming ervoor zorgt dat ze ondersteboven draaien en naar beneden afdrijven in een kurkentrekker “slaapspiraal”, aldus het onderzoek. Dit eindigt soms met het feit dat ze minutenlang roerloos op de zeebodem liggen voordat ze weer wakker worden. Zeeolifanten voelen zich veiliger voor roofdieren zoals haaien en orka's op diepte.
Het onderzoek markeerde de eerste keer dat wetenschappers er ooit in zijn geslaagd de hersenactiviteit van een vrij rondlopend wild zeezoogdier te registreren.
Jessica Kendall-Bar, een postdoctoraal onderzoeker aan het Scripps Institution of Oceanography van UC San Diego, leidde het onderzoek samen met professoren ecologie en evolutionaire biologie Daniel Costa en Terrie Williams van de Universiteit van Californië. Californië Santa Cruz, waar ze een afgestudeerde student was geweest.
“Een van de centrale vragen over zeeolifanten is al jaren: wanneer slapen ze?” zei Prof Costa, directeur van het UCSC Institute of Marine Sciences, dat al meer dan 25 jaar zeeolifanten in het Año Nuevo-reservaat ten noorden van Santa Cruz bestudeert.
Er worden steeds verfijndere tags gebruikt om de bewegingen en het duikgedrag van de zeehonden te volgen terwijl ze tot wel acht maanden lang de noordelijke Stille Oceaan in trekken.
“Uit de duikgegevens blijkt dat ze voortdurend aan het duiken zijn, dus we dachten dat ze sliepen tijdens wat we driftduiken noemen, wanneer ze stoppen met zwemmen en langzaam zinken”, zegt prof. Costa. “Maar dat wisten we eigenlijk niet.
“Nu kunnen we eindelijk zeggen dat ze zeker slapen tijdens die duiken, en we ontdekten ook dat ze over het algemeen niet veel slapen vergeleken met andere zoogdieren.” Op zee wedijveren zeeolifanten met Afrikaanse olifanten als het gaat om het aantal zoogdieren dat met de minste slaap rondkomt.
Kendall-Bar bedacht een systeem om de hersenactiviteit van de zeeolifanten vast te leggen, waarbij gebruik werd gemaakt van EEG-sensoren en een datalogger op een neopreen hoofdkap, die allemaal konden worden opgehaald zodra de dieren terugkeerden naar Año Nuevo. Ze hadden ook tijddiepterecorders, versnellingsmeters en andere instrumenten bij zich waarmee hun bewegingen op elk moment konden worden gevolgd en gekoppeld aan hun hersenactiviteit.
Menselijke vrijduikers
Zeehonden die vanuit Año Nuevo kortere excursies naar zee maakten, vertoonden vergelijkbaar duikgedrag. Met gegevens over de hersenactiviteit en het duikgedrag van 13 jonge vrouwelijke zeeolifanten, waaronder in totaal 104 slaapduiken, ontwikkelde Kendall-Bar een algoritme om de slaaptijd te identificeren.
Op basis van 25 jaar aan gegevens uit het Año Nuevo-onderzoek van prof. Costa kon Kendall-Bar de resultaten extrapoleren naar meer dan 300 dieren. Ze is nu van plan soortgelijke methoden te gebruiken om de hersenactiviteit bij andere zeehondensoorten en zeeleeuwen te bestuderen, maar ook bij menselijke vrijduikers.
“Het is een geweldige prestatie om dit voor elkaar te krijgen”, zegt prof. Williams over het werk van Kendall-Bar. “Ze ontwikkelde een EEG-systeem om te werken aan een dier dat honderden meters in de oceaan duikt. Vervolgens gebruikt ze de data om datagestuurde animaties te maken, zodat we echt kunnen visualiseren wat het dier doet terwijl het door de waterkolom duikt.”
De resultaten zouden kunnen helpen bij natuurbehoudsinspanningen door een ‘slaaplandschap’ van favoriete rustgebieden te onthullen, zei prof. Williams. “Normaal gesproken zijn we bezorgd over de bescherming van de gebieden waar dieren zich voeden, maar misschien zijn de plaatsen waar ze slapen net zo belangrijk als elke andere kritieke habitat.” De baanbrekende studie is zojuist gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap.
Mysterieuze moordenaar na 40 jaar ontmaskerd
Ondertussen is de mysterieuze dader van een massamoord waarbij de langdoornige zee-egels in het Caribisch gebied bijna werden uitgeroeid, geïdentificeerd als een parasitair micro-organisme – een ciliaat.
De eerste uitsterving van miljoenen Diadema antillarum of hoedenspeld-egels kwamen 40 jaar geleden voor, toen ze plotseling hun stekels begonnen te verliezen, stierven en binnen enkele dagen van het rif verdwenen. Binnen een jaar was 98% weggevaagd.
De egels hadden zich langzaam hersteld tot vorig jaar, toen de mysterieuze moordenaar opnieuw toesloeg – deze keer waarbij tot 95% van de resterende Caribische bevolking werd weggevaagd.
Microbioloog prof. Ian Hewson van Cornell University in New York verzamelde zowel gezonde als zieke zee-egels van 23 riflocaties en onderzocht weefselmonsters in zijn laboratorium, op zoek naar bewijs van virussen en ziekteverwekkers.
Wat betreft genetische signalen van micro-organismen zoals schimmels en ciliaten, ontdekte hij dat een van de laatste, Philaster apodigitiformis, was alleen aanwezig bij zieke egels. Door het toe te voegen aan tanks met gezonde zee-egels verloor 60% van hen binnen enkele dagen hun stekels.
Het was bekend dat verwante ciliaten haaien infecteerden, maar nooit eerder zee-egels doodden, omdat ze eenvoudigweg werden beschouwd als consumenten van bacteriën en rottend weefsel. Nu de onderzoekers de dader kennen, willen ze weten wat de aanleiding is voor zulke verwoestende aanvallen. Hun bevindingen ook zojuist gepubliceerd in Wetenschap.
Ook op Divernet: Freedivers verslaan zeehonden tijdens diepe duiken, Grijze zeehonden klappen voor de overwinning, Zeehonden verwelkomen duikers in de Farnes, Babbacombe-zegel
