النوم في السمك

يُعدّ ما إذا كانت الأسماك تنام أم لا مسألةً مفتوحة، لدرجة أنها ألهمت عناوين العديد من كتب العلوم الشعبية. ^{[ 1 ] [ 2 ]} في الطيور والثدييات، يُعرَّف النوم بإغلاق العينين ووجود أنماط نموذجية من النشاط الكهربائي في الدماغ، بما في ذلك القشرة المخية الحديثة ، لكن الأسماك تفتقر إلى الجفون والقشرة المخية الحديثة. ويُشتبه في أن بعض الأنواع التي تعيش دائمًا في أسراب أو التي تسبح باستمرار (بسبب الحاجة إلى تهوية الخياشيم بالدفع ، على سبيل المثال) لا تنام أبدًا. ^{[ 3 ]} كما يُثار الشك حول بعض الأنواع العمياء التي تعيش في الكهوف . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

مع ذلك، يبدو أن بعض الأسماك الأخرى تنام، خاصةً عند استخدام معايير سلوكية بحتة لتحديد النوم. ^{[ 6 ] [ 7 ]} على سبيل المثال، تصبح أسماك الزيبرا ، ^{[ 8 ]} والبلطي ، ^{[ 9 ]} والتنش ، ^{[ 10 ]} والقط البني ، ^{[ 11 ]} وقرش الانتفاخ ^{[ 12 ]} بلا حراك ولا تستجيب في الليل (أو في النهار، في حالة قرش الانتفاخ)؛ بل يمكن رفع سمكة الخنزير الإسبانية وسمكة الرأس الأزرق باليد إلى السطح دون أن تُبدي أي استجابة. من ناحية أخرى، تتعطل أنماط النوم بسهولة، وقد تختفي تمامًا خلال فترات الهجرة والتكاثر ورعاية الصغار. ^{[ 13 ]}

بدلاً من فحص نشاط الدماغ لتحديد أنماط النوم، يتمثل أحد البدائل في دراسة أي دورات راحة/نشاط قد تشير إلى "نوم سلوكي". تتميز الطيور والثدييات بالمعايير السلوكية الأربعة التالية التي تميز النوم، ويمكن تطبيقها على الأسماك: (1) الخمول لفترات طويلة؛ (2) وضعية راحة نموذجية، غالباً في مأوى نموذجي؛ (3) التناوب مع النشاط في دورة مدتها 24 ساعة؛ (4) عتبات استثارة عالية. وبناءً على هذه المعايير، لوحظ نوم العديد من أنواع الأسماك. ^{[ 7 ]} تتمثل وضعية النوم النموذجية لسمكة السلور البني في مد زعانفها، ووضع ذيلها بشكل مسطح على القاع، وميل جسمها إلى أحد الجانبين بزاوية تتراوح بين 10 و30 درجة عن الوضع الرأسي، وانخفاض معدل ضربات القلب والتنفس بشكل ملحوظ عن المعدل الطبيعي، وانخفاض حساسيتها للصوت واللمس. ^{[ 14 ] [ 15 ]} تبقى أسماك البلطي الموزمبيقية ساكنة في القاع ليلاً، مع انخفاض معدل التنفس وانعدام حركة العين، ولا تستجيب بسهولة للتيارات الكهربائية أو تقديم الطعام كما تفعل نهاراً. ^{[ 16 ]} وفي الليل، يطفو سمك اللوتش (Misgurnus dabryanus ) على سطح الماء مع انخفاض معدل التنفس وقلة الحساسية للمؤثرات الخارجية. ^{[ 17 ]} ويمكن لأسماك قرش بورت جاكسون وأسماك قرش الدرافت بورد أن تستلقي على القاع وأعينها مغلقة لفترات طويلة، مع انخفاض الحساسية للتحفيز الكهربائي ^{[ 18 ]} وينخفض ​​معدل الأيض لديها خلال هذه الفترات. ^{[ 19 ]} وفي الليل، يمكن التقاط أسماك الخنزير الإسباني ، وسمك الرأس الأزرق ، وسمك الرأس (Halichoeres bivittatus) ، وسمك الكنار (Tautogolabrus adspersus )، وحتى أسماك قرش الريكويم ، باليد دون إثارة أي استجابة. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} أشارت دراسة رصدية أجريت عام 1961 على ما يقرب من 200 نوع في أحواض السمك العامة الأوروبية إلى العديد من حالات النوم الظاهر. ^{[ 24 ]}

يستطيع الغواصون بسهولة رؤية الأسماك وهي تستقر ليلاً في ملاجئ نموذجية، مثل الثقوب والشقوق، وتحت الحواف الصخرية، وبين النباتات، وداخل الإسفنج، أو مدفونة في الرمال. ^{[ 25 ]} ويمكن الحصول على حماية إضافية من إفرازات خاصة، مثل الغلاف المخاطي الذي تنتجه عدة أنواع من أسماك الرأسيات وأسماك الببغاء ، إما حول الأسماك نفسها أو عند فتحة مأواها. تحمي هذه الأغلفة الأسماك النائمة من المفترسات ^{[ 26 ]} والطفيليات الخارجية. ^{[ 27 ]}

في المختبر، تتناوب فترات الخمول مع فترات النشاط على مدار 24 ساعة، أو ما يقارب ذلك عندما تكون ظروف الإضاءة ثابتة. وقد تم توثيق الإيقاعات اليومية للنشاط في أكثر من 40 نوعًا مختلفًا من الأسماك، بما في ذلك أسماك الهاج ، واللامبري ، وأسماك القرش ، والكارب ، والإكتالوريد ، والجيموتيد ، والسلمونيد ، واللبريد . ^{[ 28 ] [ 29 ]}

إحدى الخصائص الفسيولوجية للنوم تُعرف باسم " التنظيم المتوازن ". وهي فكرة مفادها أن الحيوانات تحتاج إلى كمية ثابتة تقريبًا من النوم يوميًا، بحيث إذا حُرم حيوان ما من النوم ليوم واحد، فإن كمية النوم تميل إلى "التعويض" (الزيادة) في الأيام القليلة التالية. وقد لوحظ هذا في أسماك الزيبرا . ففي الليل، تبدو أسماك الزيبرا وكأنها تطفو في عمود الماء، إما أفقيًا أو مع رفع رأسها قليلًا. ويقل معدل حركة الفم والخياشيم إلى النصف تقريبًا، ويصبح إيقاظها أصعب بمرتين مما هو عليه خلال النهار. وإذا حُرمت من هذا السلوك الشبيه بالنوم، فإن فترات النوم اللاحقة تصبح أطول، ويكون عتبة الإيقاظ أعلى من المعتاد، مما يشير إلى تأثير ارتدادي. ^{[ 30 ] [ 31 ]} وبالمثل، في أسماك البلطي المدان وسمك السلمون المرقط البني، ينخفض ​​النشاط في الأيام التي تلي تعطيلًا تجريبيًا لسلوك الراحة الطبيعي للأسماك في الليل. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

تسبح العديد من أنواع الأسماك السطحية ، مثل سمك البلوفيش ، والماكريل الأطلسي ، والتونة ، والبونيتو ، وبعض أنواع أسماك القرش، باستمرار ولا تُظهر أي علامات، سلوكية أو غيرها، تدل على النوم. ^{[ 35 ] [ 3 ]} وقد طُرحت فكرة أن إحدى وظائف النوم هي تمكين الدماغ من ترسيخ المعلومات التي تعلمها خلال فترة نشاط الحيوان الطبيعية في الذاكرة. قد لا يتمكن الدماغ من القيام بذلك وهو لا يزال يتعرض لمحفزات ومعلومات جديدة للمعالجة. لذلك، يتمثل دور النوم في إيقاف المدخلات الحسية بشكل دوري للسماح للدماغ بتكوين الذكريات. تسبح الأنواع السطحية في بيئة مائية مفتوحة حيث تكون المحفزات الجديدة نادرة. في مثل هذه الأنواع، تكون المدخلات الحسية منخفضة للغاية لدرجة أن تكوين الذاكرة يمكن أن يحدث حتى لو استمرت السمكة في الحركة (نشاط متكرر) ولم تنم بالمعنى التقليدي للكلمة. ^{[ 36 ]}

تعيش بعض مجموعات سمك التترا المكسيكي في كهوف مظلمة بشكل دائم. وهي مشتقة من مجموعات سطحية لا تزال موجودة. تُظهر الأسماك السطحية فترة خمول متواصلة تتراوح بين 3 و6 ساعات يوميًا، تُفسر على أنها نوم، بينما تُظهر الأسماك التي تعيش في الكهوف نشاطًا مستمرًا، مما يشير إلى أن النوم قد فُقد خلال التطور في هذه المجموعات التي تعيش في بيئة خالية من المؤشرات الزمنية اليومية. ^{[ 37 ]}

تنام أسماك الدامسيل النهارية عادةً بلا حراك في شقوق الشعاب المرجانية ليلاً، لكن ثلاثة أنواع منها ( الكروميس الأخضر ، والدامسيل ذو الحواف، والدامسيل ذو الذيل الأبيض ) تقضي الليل بين فروع المرجان حيث تضرب زعانفها بمعدل ضعف معدل سباحتها النهارية المعتادة تقريبًا. يُولّد هذا تيارات مائية تُبقي المنطقة الداخلية من المرجان (وبالتالي الأسماك نفسها) غنية بالأكسجين، بمستويات أعلى بأربع مرات تقريبًا مما هي عليه في غياب الأسماك. ورغم نشاط هذه الأسماك (غالبًا بطريقة متكررة)، إلا أنها لا تستجيب للضوء أو لوجود مفترسات محتملة. وقد أطلق الباحثون الذين وثّقوا هذا السلوك عليه اسم "السباحة أثناء النوم". ^{[ 38 ]}

قد يغيب النوم أيضًا خلال فترات محددة من حياة السمكة. فالأنواع التي عادةً ما تكون خاملة ليلًا تصبح نشطة ليلًا ونهارًا خلال موسم التكاثر. ^{[ 39 ]} تتخلى العديد من الأنواع البالغة عن النوم ليلًا وتُهوي بيضها ليلًا ونهارًا لأيام متتالية. وقد لوحظ ذلك في سمكة الشوكية ثلاثية الأشواك ، ^{[ 40 ]} وسمكة البلطي المدانة وسمكة البلطي قوس قزح ، ^{[ 41 ] [ 42 ]} وأنواع مختلفة من سمكة الدامسيل ، ^{[ 43 ] [ 44 ]} وسمكة القاروص صغيرة الفم وسمكة القاروص كبيرة الفم ، ^{[ 45 ] [ 46 ]} وسمكة السلور البنية . ^{[ 47 ]} بعض الأنواع النهارية، مثل سمكة التوتوغ (Tautoga onitis) ، تصبح نشطة ليلًا ونهارًا أثناء الهجرة. ^{[ 48 ]} في سمكة البلطي الموزمبيقية ، لوحظ النوم لدى الأسماك البالغة، ولكن ليس لدى الأسماك اليافعة. ^{[ 49 ]}

قد تختلف بعض الأنواع في توقيت فترات نشاطها/خمولها اليومي، وبالتالي يُفترض في توقيت نومها أيضًا. ^{[ 13 ]} ضمن نفس مجموعات أسماك الزينة الذهبية في المختبر ، قد يكون بعض الأفراد نهاريين تلقائيًا بينما يكون البعض الآخر ليليًا. ^{[ 50 ]} يمكن أن تكون أسماك الزينة الذهبية نهارية أيضًا إذا كان الطعام متوفرًا بكثرة خلال النهار، أو ليلية إذا كان الطعام متوفرًا في الليل. ^{[ 51 ]} يكون سمك السلمون نهاريًا في الغالب عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة، ولكنه يصبح أكثر ليلية إذا انخفضت درجة الحرارة بشكل حاد. ^{[ 52 ]} في خطوط العرض العليا، يكون سمك البوربوت ، وسمك السكلبين ، وسمك السلور البني في الأسر ليليًا في الصيف، ولكنه يصبح نهاريًا في ظل فترة الإضاءة القصيرة لفصل الشتاء القطبي. ^{[ 53 ] [ 54 ]} في الأسر، يكون سمك المصاص الأبيض (Catostomus commersonii) نهاريًا عندما يعيش في سرب، ولكنه ليلي عندما يعيش بمفرده. ^{[ 55 ]}

بعض الأسماك (مثل أسماك الراي والقرش ) تنام بنصف دماغ واحد، أي أنها تُدخل نصف دماغها في حالة سبات بينما يبقى النصف الآخر نشطًا، وتسبح أثناء نومها. [ ^{56 ] [ 57 ] مع} ذلك، فإن النوم بنصف دماغ واحد أكثر شيوعًا في الحيوانات البحرية ( ^{الثدييات} المائية ) مثل الدلافين والحيتان والفقمات . يتناوب نصف الدماغ النائم، بحيث يحصل كلا النصفين على الراحة الكاملة. ^{[ 58 ] [ 59} ]

• نوم الموجات البطيئة أحادي النصف الدماغي
• النوم في الحيوانات