鳥の睡眠

鳥類 の睡眠は、「短時間の開眼によって中断される、目を閉じる期間」から成ります。^{[この引用には出典が必要です]}短時間の開眼中、脳波(EEG) 研究によると、鳥類はまだ眠っており、脳内の電圧レベルは同一です。^[1]鳥類は睡眠中に覚醒閾値を回復します。短時間の開眼中、眠っている鳥類は捕食動物に脅かされると、ほぼ瞬時に行動を起こすことができます。鳥類は、捕食に対する予防策として群れのサイズと高さに依存していることがわかっています。^[1]開眼と集団睡眠の間のこれらの予防策により、睡眠は有益かつ安全なものになります。

機能するために必要な睡眠時間は種によって異なる。シギは南半球から北極圏まで渡りをするが、そこは交尾地（日中に繁殖する場所）である。シギは一夫多妻制なので、日中ずっと交尾（または配偶者探し）をする。オスはこの期間中はそれほど多くの睡眠を必要としない。交尾期の19日間に睡眠時間の95％を犠牲にする個体もいると観察されている^[2] 。睡眠不足になるとほとんどの種は人間と同じような行動をとり、命の危険にさらされたり、渡りのスピードが遅くなったりする。^[3]

典型的な鳥類の神経系は、哺乳類のものと似ています。中枢神経系には脳と脊髄が含まれ、末梢神経系は神経と感覚器官で構成されています。他の種と比較して、特に視覚などの重要な特性が進化しており、鳥類の視覚能力は他のどの脊椎動物グループよりも進んでいると考えられています。鳥類は、目が大きいことに加えて、平均よりも大きな視葉を持っています。より大きく複雑な視葉により、一部の鳥類の種は紫外線 (UV) スペクトル (人間の目の可視範囲を超える) を見ることができます。この紫外線視覚能力は、ナイトホークに見られるように、狩りに役立ちます。紫外線に敏感な錐体オプシンは、通常、鳥類の紫外線を見る能力を担っていますが、一部の種はこれを回避しています。フクロウは紫外線を見ることができますが、オプシンがありません。フクロウは、桿体感度を高める必須酵素でこれを補います。^[4]紫外線は猫や昆虫（捕食者と被食者の関係に応じて進化したと思われる）を含む他のいくつかの動物グループでも見られます。

解剖学と生理学のトレードオフは一般的であり、これはほとんどの鳥類の嗅覚葉に見られる。おそらく平均より大きい視葉のせいで、鳥類の嗅覚葉は比較的小さく、匂いを使って餌を探す鳥類はほとんどいない。ハヤブサやワシは飛ぶのに小脳が大きい傾向はない。比較神経解剖学者ルートヴィヒ・エディンガーによると、鳥類の脳は主に基底核（行動の可塑性ではなく本能的な行動を司る）で構成されている。科学者たちはエディンガーの研究結果の一部に異議を唱え、哺乳類との類似性を反映するように鳥類の神経系器官の名称変更を求めている。

鳥類の睡眠には、哺乳類の睡眠と共通点が 2 つあります。それは、急速眼球運動睡眠(REM) と徐波睡眠(SWS) です。REM 睡眠は、運動機能と記憶の保存に重要な影響を及ぼすと考えられています。REM 睡眠中、脳波は高振幅低周波を示します。SWS は低振幅高周波の傾向があり、深い睡眠の一種であると考えられています。SWS 中、大脳新皮質のニューロンの膜電位はゆっくりと振動します。

多くの鳥類種は片半球型徐波睡眠、つまり片方の脳をSWSで休ませ、もう片方の脳は起きているように見える能力を示す。このタイプの睡眠はイルカやクジラでも確認されている。生物は通常、このプロセス中に片目を開けたままにすることができ、これにより捕食者が多い環境で警戒を強めることができる。^[5]鳥類と水生哺乳類におけるこの特性の進化は、それに伴う圧力のために研究者の関心を集めている。片半球型SWSは、水生哺乳類が酸素を得るために水面に戻らなければならないために進化したと考えられている。これは鳥類が捕食を避けるのに役立つと考えられており、 2つのグループで同形性があることを示している。

バーバリ鳩の睡眠パターンが群れの大きさによってどのように影響を受けるかという研究で、DW レンドラムは、群れが大きいほど全体的な警戒心が低下し、群れが小さいほど捕食リスクが明らかに高まることが鳩の睡眠サイクルに悪影響を与えることを証明しようとした。 ^[2]研究の開始時に、鳩は単独で、または2羽、3羽、または6羽が入ったケージのペアで飼育された。次に、鳩は2つの環境のいずれかに配置された。静かな環境では、レンドラムは午前10時から正午の間にケージの前を一人で歩き、攻撃的な環境では、レンドラムは同時刻に飼いならされたフェレットと一緒にケージの前を歩いた。レンドラムは、静かな環境の鳥は攻撃的な環境の鳥よりも目を閉じている時間が大幅に長いことを発見した。^[2]

レンドラムはハトの目を開けた状態と閉じた状態の睡眠に関するデータを収集した。群れをなすと鳥の全体的な目を閉じた時間が増加し、目を開ける回数が減少することが分かった。 [ ^2]捕食者の存在下では、ハトの個々の警戒レベルが高まり、目を開けた状態での睡眠が増えることをレンドラムは発見した。これにより、ハトの総睡眠時間のうち活動的な睡眠の部分が減少した。^[2]

捕食者は生物の睡眠パターンに大きな役割を果たしていると考えられています。捕食に適応するために、2つの一般的な技術が発達しました。睡眠中に危険にさらされない位置を取ることと、より浅く眠ること（片半球睡眠など）です。鳥では、止まり木の高さが睡眠に重要な役割を果たしていると考えられています。止まり木の高さが低いと、ハトのREM睡眠エピソードの数と長さが減少することが示されており、止まり木が高いとREM睡眠が増加し、徐波睡眠が減少します。^[6]また、低い止まり木に巣を作ると、ハトが起きている時間が長くなることも調査結果から示唆されています。止まり木の高さが低いと、捕食のリスクが高くなります。REM睡眠は反応の少ない睡眠であるため、ハトはより危険にさらされます。^[6]

光は、人為的な環境に生息する鳥にとって十分な睡眠を脅かす最も一般的な要因の 1 つであり、「夜間の人工光害」(ALAN) として知られています。ALAN は、休息に不可欠な暗闇を排除します。鳥の明暗周期を乱すと、概日リズムに影響を及ぼし、最終的には睡眠パターンに悪影響を及ぼす可能性があります。生物学者の Thomas Raap は、ALAN への曝露がアオガラ( Cyanistes caeruleus ) の睡眠行動に影響することを示唆する研究を行いました。^[7]この研究では、季節の時間管理などの ALAN 要因により、鳥は早く目覚めました。光は通常、鳥にとって 1 日の経過を示すため、光害への曝露は 1 日の長さを測定する能力を阻害します。人口密集地域以外では、営巣期間中のアオガラの雌の睡眠時間は通常約 5% 減少します。研究者は、都市中心部でこの期間中の雌の睡眠時間が 50% 減少することを発見し、ALAN の影響が原因であると示唆しました。^[7]