Como baleias e golfinhos dormem sem que morram afogados?

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Ao dormir, seu cérebro “dorme” também, certo? Bem, isso depende de que tipo de organismo você é. Pense sobre animais que respiram mas vivem embaixo d’água, como os cetáceos (golfinhos e baleias), assim como todos os mamíferos, eles precisam dormir. Mas você já parou para pensar como esses animais fazem para dormir já que precisam ir à superfície respirar? 

Diferentes dos peixes, que possuem brânquias e conseguem retirar seu oxigênio estando totalmente imersos na água, cetáceos respiram através de pulmões e precisam ir até a superfície para ter acesso ao oxigênio, que é captado por seu orifício respiratório – uma espécie de nariz –  localizado no topo de sua cabeça. Mas, como ir até a superfície dormindo? Eles têm um truque: dormem com um lado do cérebro de cada vez! A essa adaptação dá-se o nome de sono uni-hemisférico, fenômeno no qual alguns animais dormem com apenas um hemisfério do cérebro enquanto o outro permanece acordado. 

Enquanto dorme, o golfinho “desliga” metade de seu cérebro, indo para o que conhecemos como estado alfa do sono (estado de relaxamento), com concomitante fechamento de apenas um dos olhos. Já o outro lado do cérebro permanece acordado, em baixo estado de alerta, para que haja o monitoramento de predadores, obstáculos e outros animais, bem como a sinalização de quando emergir para respirar. Após cerca de 2 horas, o animal reverte esse processo, descansando a parte até então ativa do cérebro e acordando a parte já descansada. 

E como sabemos que isso acontece? Através de estudos de eletroencefalografia (EEG). É como naquele exame que muitas vezes o médico nos solicita para que, através de eletrodos colocados em nossa cabeça, seja avaliada a atividade elétrica em nosso cérebro e possa então investigar anormalidades envolvendo a atividade cerebral, o que inclui também os distúrbios relacionados ao sono.

Estudos em cetáceos utilizando essa metodologia mostram que a atividade elétrica do cérebro de um golfinho dormindo possui um contraste óbvio: enquanto um lado exibe grandes mudanças em sua atividade elétrica, característico do período de sono, a atividade no outro lado do cérebro é a mesma de quando o animal está acordado (Figura 1). Através desses tipos de estudos sabe-se também que esses animais, a depender da espécie, podem passar de 34 a 57% do dia dormindo, embora ainda seja incerto que possuam características de um sono considerado profundo, conhecido como o “sono dos sonhos”.

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Figura 1: Grupo de golfinhos cochilando preguiçosamente. Fileiras 1 e 2 mostram resultados de EEG nos hemisférios direito e esquerdo, respectivamente.

O sono em cetáceos também pode ocorrer enquanto flutuam na superfície, ou até mesmo no fundo de águas marinhas rasas, exibindo diferentes graus de postura e comportamento. Nesses casos, é como se tirassem pequenos cochilos, com apenas um ou ambos os olhos abertos ou piscando alternativamente, sendo o animal capaz de controlar o movimento de observadores ou outros animais.  Em golfinhos nariz-de-garrafa por exemplo,  a duração deste comportamento leva não mais do que 4 minutos, enquanto que em belugas pode chegar a 12 minutos. 

Para que não se afoguem enquanto dormem ou até mesmo em mergulhos de altas profundidades, é fundamental que esses animais mantenham o controle voluntário do seu orifício respiratório, diferentemente de humanos, por exemplo, que podem respirar de forma inconsciente através de mecanismos involuntários. É isso que baleias e golfinhos fazem para que possam ir à superfície cada vez que necessitam respirar e para impedir que entre água em seus pulmões, levando ao afogamento (Figura 2). 

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Figura 2: Cetáceos usam orifícios no topo de sua cabeça para respirar.

O uso destes orifícios no processo respiratório remete a uma característica popularmente conhecida dos cetáceos: o esguicho que produzem ao ir na superfície respirar, que muitos acreditam ser um jato de água. Contudo, trata-se de ar quente expelido por seus pulmões rapidamente, que se condensa ao entrar em contato com o ar frio da atmosfera, criando uma nuvem de gotículas de água.

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Devido ao fato deste orifício se fechar sempre que o animal retorna para debaixo d’água, é raro que estes animais se afoguem, contudo, é possível que se sufoquem por falta de ar. Nascer debaixo d’água pode ser um problema para baleias e golfinhos. É o contato com o ar que aciona a primeira e crucial respiração e necropsias mostram que por vezes o animal morre sem que nunca tenha atingido a superfície para tomar seu primeiro fôlego de ar.

Por fim, pesquisadores são capazes de identificar diferentes espécies e sua localização pelo tamanho e formato de seus esguichos bem como avaliar se o animal está acordado ou dormindo dependendo de sua frequência respiratória. O que nunca vamos saber é como é a sensação dos cetáceos de dormir enquanto uma parte do cérebro está inconsciente, mas há especulações de que seria algo como um estado de meditação ou quando sonhamos acordados.

Referências:

  1. How do dolphins sleep? < https://us.whales.org/whales-dolphins/how-do-dolphins-sleep/
  2. Jenner, M. (2018). The Secret Life of Whales: A Marine Biologist Reveals All. University of New South Wales Press.
  3. Lyamin, O. I., Manger, P. R., Ridgway, S. H., Mukhametov, L. M., & Siegel, J. M. (2008). Cetacean sleep: An unusual form of mammalian sleep. Special Section: The European Workshop in Imagery and Cognition: Neurocognition and Visual Imagery, 32(8), 1451–1484. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2008.05.023

 

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