نوم الطيور

يتألف نوم الطيور من فترات إغلاق للعينين تتخللها فترات قصيرة من فتحها. وتشير دراسات تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) خلال فترات فتح العين القصيرة إلى أن الطيور لا تزال نائمة، حيث يكون مستوى الجهد الكهربائي في الدماغ ثابتًا. ^{[ 1 ]} وتستعيد الطيور عتبات استثارتها أثناء النوم. وخلال فترات فتح العين القصيرة، تستطيع الطيور النائمة التحرك بشكل فوري تقريبًا عند تعرضها لخطر المفترس. وقد وُجد أن أنواع الطيور تعتمد على حجم القطيع وارتفاعه كإجراء وقائي ضد المفترسات. ^{[ 1 ]} وبفضل هذه الإجراءات الوقائية، يصبح النوم مفيدًا وآمنًا، وذلك من خلال الجمع بين فتح العين والنوم الجماعي.

تختلف كمية النوم اللازمة لأداء الوظائف الحيوية باختلاف الأنواع. تهاجر طيور الزقزاق الصدري من نصف الكرة الجنوبي إلى الدائرة القطبية الشمالية، موطن تزاوجها (حيث تتكاثر خلال النهار). ولأنها طيور متعددة الزوجات، فإنها تتزاوج (أو تبحث عن شريك) طوال فترة النهار. يحتاج الذكور إلى نوم أقل خلال هذه الفترة؛ فقد لوحظ أن بعضها يتخلى عن 95% من وقت نومه خلال أيام التزاوج التسعة عشر. ^{[ 2 ]} يتصرف معظمها بشكل مشابه للبشر عند الحرمان من النوم، مما يعرضها لمواقف قد تهدد حياتها أو يبطئ من سرعة هجرتها. ^{[ 3 ]}

يشبه الجهاز العصبي النموذجي للطيور نظيره لدى الثدييات. يتألف الجهاز العصبي المركزي من الدماغ والحبل الشوكي ، بينما يتكون الجهاز العصبي المحيطي من الأعصاب والأعضاء الحسية. وقد تطورت سمات رئيسية لدى الطيور مقارنةً بالأنواع الأخرى، لا سيما حاسة البصر؛ إذ يُعتقد أن قدراتها البصرية أكثر تطورًا من أي مجموعة أخرى من الفقاريات. فبالإضافة إلى عيونها الأكبر حجمًا، تمتلك الطيور فصوصًا بصرية أكبر من المتوسط . وبفضل هذه الفصوص البصرية الأكبر والأكثر تعقيدًا، تستطيع بعض أنواع الطيور رؤية طيف الأشعة فوق البنفسجية (خارج نطاق الرؤية البشرية ) . تُسهّل هذه القدرة البصرية على رؤية الأشعة فوق البنفسجية عملية الصيد، كما هو الحال لدى طيور الليل . عادةً ما يكون الأوبسين المخروطي الحساس للأشعة فوق البنفسجية مسؤولًا عن قدرة الطيور على رؤيتها، لكن بعض الأنواع تجاوزت ذلك؛ فالبوم يستطيع رؤية الأشعة فوق البنفسجية، لكنه يفتقر إلى الأوبسين. ويعوض هذا النقص بإنزيمات أساسية تُتيح حساسية عالية للخلايا العصوية. ^{[ 4 ]} وتُرى الأشعة فوق البنفسجية من قِبل العديد من مجموعات الحيوانات الأخرى، بما في ذلك القطط والحشرات (حيث يبدو أنها تطورت استجابةً لعلاقات المفترس والفريسة).

تُعدّ المفاضلات بين التشريح والفيزيولوجيا شائعة، ويتضح ذلك في الفصوص الشمية لمعظم أنواع الطيور. ولعلّ السبب في صغر حجم الفصوص الشمية لدى الطيور هو كبر حجم الفصوص البصرية لديها مقارنةً بالمتوسط؛ إذ إنّ قلةً من أنواع الطيور تستخدم حاسة الشم للعثور على الطعام. كما أنّ الصقور والنسور لا تمتلك عادةً مخيخًا كبيرًا يساعدها على الطيران. ووفقًا لباحث علم التشريح العصبي المقارن ، لودفيج إيدنجر ، فإنّ أدمغة الطيور تتكون في معظمها من العقد القاعدية (المسؤولة عن السلوك الغريزي، وليس عن المرونة السلوكية ). وقد شكّك العلماء في بعض نتائج إيدنجر، ودعوا إلى إعادة تسمية أعضاء الجهاز العصبي لدى الطيور لتعكس تشابهها مع تلك الموجودة لدى الثدييات.

يتشابه نوم الطيور مع نوم الثدييات في سمتين: حركة العين السريعة (REM) ونوم الموجة البطيئة (SWS). يُعتقد أن لنوم حركة العين السريعة تأثيرًا هامًا على الوظائف الحركية وتخزين الذاكرة. تُظهر تخطيطات الدماغ الكهربائية (EEG) موجات عالية السعة ومنخفضة التردد خلال نوم حركة العين السريعة؛ بينما يميل نوم الموجة البطيئة إلى موجات منخفضة السعة وعالية التردد، ويُعتقد أنه شكل من أشكال النوم العميق. خلال نوم الموجة البطيئة، تتذبذب جهود غشاء الخلايا العصبية في القشرة المخية الحديثة ببطء.

تُظهر العديد من أنواع الطيور نمط النوم البطيء أحادي النصف : أي قدرة نصف الدماغ على الاسترخاء في حالة نوم بطيء، بينما يبدو النصف الآخر مستيقظًا. وقد لوحظ هذا النوع من النوم أيضًا لدى الدلافين والحيتان. وعادةً ما يكون الكائن الحي قادرًا على إبقاء إحدى عينيه مفتوحة خلال هذه العملية، مما يُتيح له مزيدًا من اليقظة في البيئات التي تكثر فيها المفترسات. ^{[ 5 ]} يُعد تطور هذه السمة لدى الطيور والثدييات المائية ذا أهمية للباحثين نظرًا للضغوط التي تنطوي عليها. يُعتقد أن النوم البطيء أحادي النصف قد تطور لدى الثدييات المائية لأنها مُضطرة للعودة إلى السطح للحصول على الأكسجين؛ ويُعتقد أنه يُساعد الطيور على تجنب الافتراس ، مما يُظهر التشابه المتقارب بين المجموعتين.

في دراسةٍ حول تأثير حجم القطيع على أنماط نوم حمام البربري ، سعى د. و. ليندروم إلى إثبات أن القطعان الأكبر حجمًا تُقلل من اليقظة العامة، وأن الزيادة الظاهرة في خطر الافتراس في القطعان الأصغر حجمًا تُؤثر سلبًا على دورة نوم الحمام. ^{[ 2 ]} في بداية الدراسة، وُضعت الحمامات في أقفاص منفردة أو في أزواج من الأقفاص تحتوي على اثنين أو ثلاثة أو ستة. ثم وُضعت في إحدى بيئتين. في البيئة الهادئة، سار ليندروم بمفرده أمام القفص بين الساعة العاشرة صباحًا والثانية عشرة ظهرًا؛ وفي البيئة العدوانية، سار ليندروم أمام القفص برفقة حيوان ابن عرس أليف في نفس الوقت من اليوم. اكتشف ليندروم أن الطيور في البيئة الهادئة قضت وقتًا أطول بكثير وعيونها مغلقة مقارنةً بتلك الموجودة في البيئة العدوانية. ^{[ 2 ]}

جمع ليندروم بيانات عن نوم الحمام مع فتح العينين وإغماضهما؛ وارتبط التجمع في أسراب بزيادة إجمالي وقت إغلاق عيون الطائر وانخفاض عدد مرات فتحها. ^{[ 2 ]} وفي وجود مفترس، وجد ليندروم أن الحمام أظهر مستويات أعلى من اليقظة الفردية وزيادة في النوم مع فتح العينين؛ مما قلل من عنصر النوم النشط في إجمالي وقت نومه. ^{[ 2 ]}

يُعتقد أن المفترسات تلعب دورًا كبيرًا في أنماط نوم الكائنات الحية. وللتكيف مع الافتراس، تطورت تقنيتان شائعتان: اتخاذ وضعية آمنة أثناء النوم، والنوم الخفيف (مثل النوم أحادي الجانب). في الطيور، يُعتقد أن ارتفاع المجثم يلعب دورًا هامًا في النوم؛ فقد ثبت أن المجثم المنخفض يقلل من عدد ومدة نوبات نوم حركة العين السريعة (REM) لدى الحمام، بينما يزيد المجثم المرتفع من نوم حركة العين السريعة ويقلل من نوم الموجات البطيئة. ^{[ 6 ]} تشير النتائج أيضًا إلى أن الوقت الذي يقضيه الحمام مستيقظًا يزداد عند التعشيش على مجاثم منخفضة. يرتبط انخفاض ارتفاع المجثم بزيادة خطر الافتراس؛ إذ أن نوم حركة العين السريعة (REM) يُعرّض الحمام لمزيد من الخطر، لأنه شكل أقل استجابة من النوم. ^{[ 6 ]}

يُعدّ الضوء أحد أكثر التهديدات شيوعًا لنوم الطيور الكافي في البيئات التي يتدخل فيها الإنسان، ويُعرف هذا التلوث باسم " التلوث الضوئي الاصطناعي الليلي" (ALAN). يُلغي التلوث الضوئي الاصطناعي الليلي الظلام، وهو ضروري للراحة. ويمكن أن يُؤثر تعطيل دورات الضوء والظلام لدى الطيور على إيقاعاتها البيولوجية ، مما يُلحق الضرر بأنماط نومها في نهاية المطاف. أجرى عالم الأحياء توماس راب دراسة أشارت إلى أن التعرض للتلوث الضوئي الاصطناعي الليلي يُؤثر على سلوك النوم لدى طيور القرقف الأزرق الأوراسي ( Cyanistes caeruleus ). ^{[ 7 ]} في هذه الدراسة، استيقظت الطيور مبكرًا بسبب عوامل التلوث الضوئي الاصطناعي الليلي، مثل ضبط الوقت الموسمي. ولأن الضوء يُشير عادةً إلى مرور اليوم بالنسبة للطيور، فإن التعرض للتلوث الضوئي يُعطل قدرتها على قياس طول اليوم. خارج المناطق المكتظة بالسكان، عادةً ما يكون هناك انخفاض بنسبة 5% تقريبًا في مدة نوم إناث القرقف الأزرق خلال فترة التعشيش. ووجد الباحثون انخفاضًا بنسبة 50% في مدة نوم الإناث خلال هذه الفترة في المراكز الحضرية، ورجّحوا أن تأثيرات التلوث الضوئي الاصطناعي الليلي هي المسؤولة عن ذلك. ^{[ 7 ]}