النوم لدى الحيوانات

النوم هو متطلب بيولوجي لجميع الحيوانات التي تمتلك دماغًا، باستثناء تلك ذات الأدمغة البدائية. وبالتالي، لا تنام الأنواع القاعدية لأنها تفتقر إلى الأدمغة. لُوحظ وجود النوم لدى الثدييات والطيور والزواحف والبرمائيات والأسماك، وبشكل ما لدى الحشرات أيضًا. تعمل الساعة البيولوجية الداخلية على تعزيز النوم خلال الليل للكائنات النهارية (مثل البشر) وخلال النهار للكائنات الليلية (مثل الجرذان).

تختلف أنماط النوم بشكل كبير بين الأنواع، حيث تمتنع بعضها عن النوم لفترات طويلة، بينما يظهر بعضها الآخر نومًا أحادي الكرة المخية، وهي حالة ينام فيها أحد نصفي الدماغ بينما يظل النصف الآخر مستيقظًا.

 التعريف 
النوم يمكن أن يُعرَّف من منظور فسيولوجي أو سلوكي. في الجانب الفسيولوجي، النوم هو حالة تتميز بفقدان عكوس للوعي وأنماط موجات دماغية خاصة وحركات عين متقطعة وفقدان توتر العضلات (مع احتمالية وجود استثناءات كما في نوم الطيور والثدييات المائية)، وزيادة تعويضية في النوم بعد الحرمان منه، وهو ما يُعرف بتوازن النوم (حيث كلما طالت فترة اليقظة، زادت شدة النوم ومدته لاحقًا). من الناحية السلوكية، يتميز النوم بحركة محدودة وعدم استجابة للمنبهات الخارجية (مثل ارتفاع العتبة الحسية) واعتماد وضعية نموذجية والوجود في مكان محمي، مع تكرار هذه الخصائص كل 24 ساعة. ينطبق التعريف الفسيولوجي جيدًا على الطيور والثدييات، لكن في حيوانات أخرى ذات أدمغة أقل تعقيدًا، يُستخدم التعريف السلوكي أكثر. في الكائنات البسيطة جدًا، تكون التعريفات السلوكية للنوم هي الوحيدة الممكنة، وحتى في هذه الحالات قد لا تكون السلوكيات كافية للتمييز بين النوم واليقظة. يختلف النوم عن السبات الشتوي أو الغيبوبة بكونه سريع العكس، ويؤدي الحرمان منه إلى نوم تعويضي أطول أو أعمق.

 الضرورة 
إذا لم يكن النوم ضروريًا، لكان من المتوقع أن نجد:

 أنواعًا حيوانية لا تنام على الإطلاق.
 حيوانات لا تحتاج إلى نوم تعويضي بعد البقاء مستيقظة لفترة أطول من المعتاد.
 حيوانات لا تعاني من عواقب خطيرة نتيجة الحرمان من النوم.

هذه الأعراض غير ملحوظة في الحيوانات المعقدة، وبالتالي يُعتبر النوم ضروريًا لها. يساعد النوم الجسد والعقل على الشعور بالراحة. تظهر الدراسات أن الجرذان تموت خلال أسابيع قليلة إذا حُرمت من النوم. رغم توفر الغذاء الكافي، تفقد شهيتها مما يؤدي إلى فقدان الوزن ثم الموت.

خارج نطاق بعض الحيوانات البدائية التي تفتقر إلى دماغ أو تمتلك دماغًا بسيطًا للغاية، لم يُعثر حتى الآن على أي حيوانات تستوفي هذه المعايير. بينما يجب على بعض أنواع القرش مثل القرش الأبيض الكبير والقرش المطرقة البقاء في حركة مستمرة لضخ المياه المؤكسجة عبر خياشيمها، إلا أنه من المحتمل أنها تنام بنصف كرة مخية واحدة في كل مرة كما تفعل الثدييات البحرية. مع ذلك، لم يُثبت بشكل قاطع حتى الآن قدرة أي سمكة على النوم أحادي الكرة المخية.

 اللافقاريات 
يبدو أن ظاهرة النوم تمتلك جذورًا تطورية قديمة جدًا. لا تنام الكائنات وحيدة الخلية بالضرورة، رغم أن العديد منها يمتلك إيقاعات يومية واضحة. تُعد كل من الهيدرا الشائعة (حيوان مائي عذب) وقنديل البحر كسيوبيا من بين أكثر الكائنات بدائيةً التي لوحظت فيها حالات تشبه النوم. توفر ملاحظة حالات النوم في قناديل البحر دليلًا على أن هذه الحالات لا تتطلب وجود دماغ أو جهاز عصبي مركزي لدى الكائن الحي. الديدان الخيطية تمثل كائنًا بدائيًا آخر يبدو أنه يحتاج إلى النوم. هنا، تظهر مرحلة خمول لفترات قصيرة قبل كل انسلاخ، مما قد يشير إلى أن النوم مرتبط بشكل بدائي بعمليات النمو والتطور. تشير نتائج ريزن وفريقه كذلك إلى أن النوم ضروري للتغيرات في النظام العصبي.

تمتلك النحل بعضًا من أكثر حالات النوم تعقيدًا بين الحشرات. تُظهر عقود من الأبحاث أن الحشرات تنام بالفعل، وأن نومها يشبه نوم الثدييات والطيور. ومع ذلك، استمر علماء النوم في عدم تقبُّل هذه النتائج مع وجود إجماع واسع على أن الحشرات لا تشعر بالنوم. استلزم الأمر دراسات التعبير الجيني لهيندريكس وفريقه (2000) وشو وفريقه (2000) التي أظهرت تشابهًا جينيًا تطوريًا بين الثدييات وذبابة الفاكهة حتى يتم قبول هذه الفكرة أخيرًا. تتعقد الدراسات الكهروفسيولوجية لفحص النوم في اللافقاريات الصغيرة. تمر الحشرات بإيقاعات يومية من النشاط والخمول، لكن بعضها لا يبدو أن لديها حاجة نوم استتبابية. لا تبدو الحشرات تُظهر مرحلة نوم حركة العين السريعة. ومع ذلك، تظهر ذبابات الفاكهة سلوكًا يشبه النوم، ويؤدي التعطيل المنهجي لهذه الحالة إلى إعاقات إدراكية.

توجد عدة طرق لقياس الوظائف الإدراكية في ذباب الفاكهة. إحدى الطرق الشائعة هي السماح للذباب باختيار ما إذا كان يريد الطيران عبر نفق يؤدي إلى مصدر ضوء أو عبر نفق مظلم. عادةً ما ينجذب الذباب إلى الضوء. لكن إذا وُضع سكر في نهاية النفق المظلم بينما وُضعت مادة لا تحبها الذباب في نهاية النفق المضيء، فإن الذباب سيتعلم في النهاية الطيران نحو الظلام بدلًا من الضوء. يحتاج الذباب المحروم من النوم إلى وقت أطول لتعلُّم هذا السلوك وينساه بسرعة أكبر.

إذا حُرمت المفصليات من النوم لفترة أطول من المعتاد تجريبيًا، فإن فترة الراحة التالية لها ستكون أطول. في الصراصير، تتميز فترة الراحة هذه بانثناء الهوائيات نحو الأسفل وانخفاض الحساسية للمنبهات الخارجية. وُصفت حالات نوم في الكركند أيضًا، وتتميز بالخمول وارتفاع العتبة الحسية للمنبهات، بالإضافة إلى تغيرات في أنماط تخطيط أمواج الدماغ، تختلف بشكل ملحوظ عن الأنماط المسجلة أثناء اليقظة.

في النحل الطنان، أظهرت الدراسات استخدام النوم لتخزين الذكريات طويلة الأمد. كما لوحظت حالة تشبه النوم في العناكب القافزة، مصحوبة بحركات دورية في الشبكية تشير إلى حالة مشابهة لـنوم حركة العين السريعة. كذلك تُظهر كل من الحبار والأخطبوط أثناء النوم سلوكيات تشبه تلك المرتبطة بنوم حركة العين السريعة.

يُقترح أن الأخطبوط يمتلك أيضًا نومًا ثنائي المراحل يشبه بعض الفقاريات. تتضمن مرحلة «النوم الهادئ» عادةً سلوكيات مثل إغلاق العينين ووضعية الجسم المسطحة وظهور نمط جلدي أبيض. تستمر هذه المرحلة حوالي 60 دقيقة. بعد مرحلة «النوم الهادئ»، ينتقل الأخطبوط إلى مرحلة «النوم النشط» التي تستمر نحو دقيقة واحدة. في مرحلة «النوم النشط»، يظهر الأخطبوط المزيد من حركات العين والجسم مع زيادة معدل التنفس. رغم أن التغيرات اللونية تكون أكثر وضوحًا خلال مرحلة «النوم النشط»، إلا أن الأخطبوط يُظهر أيضًا «ومضات لونية» سريعة وقصيرة خلال مرحلة «النوم الهادئ».

 الأسماك 
النوم لدى الأسماك هو موضوع بحث علمي مستمر.Reebs, S. (1992) Sleep, inactivity and circadian rhythms in fish. pp. 127–135 in: Ali, M.A. (ed.), Rhythms in Fish, New York: Plenum Press. عادةً ما تظهر الأسماك فترات من الخمول، لكنها لا تُظهر ردود فعل كبيرة تجاه الحرمان من هذه الحالة. يشتبه في أن بعض الأنواع التي تعيش دائمًا في أسراب أو تسبح باستمرار (مثل تلك التي تحتاج لتهوية الخياشيم عبر الحركة المستمرة) لا تنام أبدًا. هناك أيضًا شكوك حول بعض الأنواع العمياء التي تعيش في الكهوف.

يبدو أن أسماكًا أخرى تنام أيضًا. على سبيل المثال، يصبح سمك الزرد والبلطي والتنش والسلور البني والقرش المنتفخ ساكنة وغير مستجيبة خلال الليل (أو النهار في حالة القرش المنتفخ). يمكن حتى رفع الخنزير السمكي الإسباني والرأس الأزرق يدويًا إلى سطح الماء دون استجابة. تُظهر الدراسات أن بعض الأسماك (مثل الشفينيات والقروش) تمتلك نومًا أحادي الكرة المخية، حيث ينام نصف دماغها بينما يظل النصف الآخر نشطًا وتستمر في السباحة أثناء نومها. سجلت دراسة رصدية عام 1961 لقرابة 200 نوع في أحواض أوروبية عامة حالات عديدة من النوم الظاهر. من ناحية أخرى، يمكن أن تتعطل أنماط النوم بسهولة أو حتى تختفي خلال فترات الهجرة والتكاثر والعناية بالصغار.

يُقترح أن الأخطبوط يمتلك أيضًا نومًا ثنائي المراحل يشبه بعض الفقاريات. تتضمن مرحلة «النوم الهادئ» عادةً سلوكيات مثل إغلاق العينين ووضعية الجسم المسطحة وظهور نمط جلدي أبيض. تستمر هذه المرحلة حوالي 60 دقيقة. بعد مرحلة «النوم الهادئ»، ينتقل الأخطبوط إلى مرحلة «النوم النشط» التي تستمر نحو دقيقة واحدة. في مرحلة «النوم النشط»، يظهر الأخطبوط المزيد من حركات العين والجسم مع زيادة معدل التنفس. رغم أن التغيرات اللونية تكون أكثر وضوحًا خلال مرحلة «النوم النشط»، إلا أن الأخطبوط يُظهر أيضًا «ومضات لونية» سريعة وقصيرة خلال مرحلة «النوم الهادئ».

 المراجع 

تصنيف:حيوانات
تصنيف:سلوك
تصنيف:علم الحيوان
تصنيف:فيزيولوجيا النوم
تصنيف:نوم