آیا تا به حال از خودتان پرسیده‌اید جانوران زیر آب که به هوا نیاز دارند چگونه به خواب می‌روند؟ در واقع بسیاری از جانوران، نیاز به خواب دارند و حتی عروس دریایی فاقد مغز نیز در حالت‌های خواب‌مانندی به سر می‌برد که عملکرد خود را کاهش می‌دهد و در برابر غذا و حرکت واکنش کندتری دارد.

جانوران دریایی موقع خوابیدن نمی‌توانند به سادگی فقط چشم‌های خود را ببندند و بخوابند، چرا که آن‌ها باید خود را به سطح آب برسانند و هوا بگیرند. این جانوران همچنین نمی‌توانند روی سطح آب شناور بمانند و بخوابند، چرا که این، آن‌ها را در معرض خطر شکار شدن یا از دست دادن حرارت قرار می‌دهد. پس جانوران دریایی به راستی چگونه می‌توانند به خواب بروند؟

لایوساینس در گزارشی در این زمینه می‌نویسد که این موجودات، میزانی از «خواب تک‌نیمکره‌ای» یا «خواب نامتقارن» را تجربه می‌کنند که در آن، بخش‌هایی از مغز آن‌ها به خواب رفته و بخش‌های دیگر فعال‌تر باقی می‌مانند.

پاتریک میلر، زیست‌شناس در دانشگاه سنت‌اندروز، در همین زمینه به لایوساینس می‌گوید: «خواب تک‌نیم‌کره‌ای برای این جانوران بسیار ارزشمند است چرا که به آن‌ها این امکان را می‌دهد که در حالی که نیمی از مغزشان در خواب عمیق است، نیمی دیگر را هوشیار نگاه دارند.»

دلفین‌ها بهترین مثال بررسی‌شده از جانوران دریایی به شمار می‌روند که این نوع خواب را تجربه می‌کنند. اسکن مغز دلفین‌های تحت مراقبت آزمایشگاهی نشان می‌دهد که در حالی که یک نیمکره مغز آن‌ها در حال خواب عمیق است، نیمه دیگر مغز آن‌ها هوشیار است، و این به این جانوران این امکان را می‌دهد که به معنی واقعی کلمه با یک چشم باز به خواب بروند.

این نوع خواب در گروهی از جانوران دریایی مانند دلفین‌ها، نهنگ‌ها و پورپویزها (مشهور به خوک‌وال دریایی) رایج است، اما فقط و فقط منحصر به این گروه نیست. انواع زیادی از  گونه‌های پرندگان نیز به استفاده از خواب تک‌نیم‌کره‌ای شهرت دارند و این اغلب به آن امکان می‌دهد که هنگام پرواز به خواب بروند.

اما به گفته میلر، پرندگان و دلفین‌ها از تکنیک خواب تک‌نیم‌کره‌ای خود برای اهداف مختلفی استفاده می‌کنند. برای نمونه، در یک دسته پرنده، بسیاری از آن‌هایی که در اطراف گروه به سر می‌برند، چشمی که به سمت دسته پرندگان است را می‌بندند و چشم دیگر را باز نگاه می‌دارند تا از این طریق، شکارچیان احتمالی را تحت نظر بگیرند. اما دلفین‌ها عکس این کار را انجام می‌دهند. آن‌ها هنگامی که در خواب به سر می‌برند، تمایل دارند چشمی را که به سمت باقی اعضای دسته دلفین‌ها است باز نگه دارند و دلیل این کار نیز احتمالا جلوگیری از جدا شدن آن‌ها از گروه است.

ظاهرا تمام آب‌بازسانان از قابلیت خواب تک‌نیم‌کره‌ای برخوردار نیستند. برخی از آن‌ها هم از خواب تک‌نیم‌کره‌ای استفاده نمی‌کنند و از این نظر به انسان یا جانوران دیگر شباهت دارند که هر دو نیمه مغزشان به خواب می‌رود.

به گفته میلر، ارزیابی فعالیت مغزی جانوران دریایی مانند نهنگ عنبر، نهنگ آبی یا نهنگ گوژپشت که نمی‌توان آن‌ها را گرفت و بررسی کرد، دشوار است. در چنین مواردی، فقط تحلیل و بررسی رفتارهای این جانوران، بهترین داده‌هایی است که از الگوی خواب آن‌ها در دست داریم.

میلر به کمک همکاران خود در یک بررسی سال ۲۰۰۸، با وصل کردن برچسب‌هایی به این جانوران، رفتار آن‌ها را زیر نظر گرفت و نشان داد که نهنگ‌های عنبر به مدت کوتاهی در اقیانوس‌‌ها به خواب می‌روند.

در بررسی میلر مشخص شد که نهنگ‌ها به زیر سطح آب شیرجه می‌زنند و سرعت شنای خود را کاهش می‌دهند تا به نقطه‌ای ایستا برسند و سپس به آرامی به سمت بالا می‌روند. به گفته دانشمندان، بالا رفتن نهنگ‌‌ها احتمالا به دلیل وجود ماده روغنی اسپرماستی است که در سر آن‌ها است.

این نهنگ‌ها در حالی که زیر سطح اقیانوس به سر‌می‌برند بینی‌شان رو به بالا است، هیچ واکنشی به محیط نمی‌دهند و این نشان می‌دهد که در خواب عمیق به سر می‌برند. با این حال، این جانوران تنها حدود ۲۰ دقیقه می‌توانند زیر آب به خواب بروند و بعد از آن به هوا نیاز دارند.

پس از آن که نهنگ نفس گرفت، به زیر سطح آب می‌رود تا بیشتر بخوابد و این رفتار ممکن است تا ۳ ساعت و نیم ادامه پیدا کند.

رفتار خواب فُک فیلی شمالی اما دونیم‌کره‌ای است و این جانوران به مدت کوتاهی به خواب می‌روند. بررسی سال ۲۰۲۳ جیسکا کندال‌بار، محقق پسادکتری در بخش اقیانوس‌شناسی دانشگاه کالیفرنیا، برای نخستین بار موفق شد فعالیت مغزی این جانوران دریایی را بررسی کند. او و همکارانش دریافتند که این فُک‌ها به عمق ۳۰۰ متری شیرجه می‌زنند و در این نقطه، فعالیت مغزشان کند می‌شود و وارد مرحله خواب حرکت سریع چشم (REM) می‌شوند. آ‌ن‌ها در این مرحله از خواب، خود را وارونه می‌کنند و در حالی که همچنان به خواب‌ خود ادامه می‌دهند، به آرامی در یک دایره می‌چرخند.

کندال‌بار می‌گوید این جانوران در تمام مدت خواب حرکت سریع چشم، وارونه‌اند و این نشان می‌دهد که درست مثل ما در این مرحله خواب، دچار بی‌حرکتی و فلج موقت ماهیچه‌ها می‌شوند.

دانشمندان می‌گویند که این جانوران، احتمالا برای مقابله با خطر شکار شدن، زمان خواب خود را در دریا به حدود دو ساعت در روز محدود می‌کنند که از این نظر با کم‌خواب‌ترین جانوران یعنی فیل‌های آفریقایی که دو ساعت در شبانه‌روز می‌خوابند رقابت می‌کنند.