Làm thế nào mà động vật ngủ đông biết khi nào chúng cần thức dậy?

Cơ chế ngủ đông ở các loài động vật là điều khiến các nhà khoa học luôn cảm thấy tò mò và theo đó họ đã nghiên cứu rất nhiều về khía cạnh này.

Giấc ngủ là một điều khiến giới khoa học luôn cảm thấy tò mò. Hàng triệu người trên khắp thế giới sẽ đồng ý rằng chúng ta vẫn chưa thực sự hiểu được ý nghĩa của những giấc ngủ. Theo Tổ chức Giấc ngủ, người lớn trong độ tuổi từ 23 đến 64 nên ngủ từ bảy đến chín giờ mỗi đêm, trong khi những người lớn trên độ tuổi đó thường có thời gian ngủ thấp hơn.

Tuy nhiên, đối với những người lướt mạng xã hội vào đêm khuya trong số chúng ta thì thời gia ngủ của họ có thể thấp hơn rất nhiều. Điều này có thể góp phần vào những phát hiện nghiêm túc của một cuộc khảo sát của RestoreZ vào tháng 5 năm 2020, kết luận rằng 65% trong số 2.000 người tham gia ở Mỹ “hiếm khi thức dậy với cảm giác được nghỉ ngơi và tràn đầy năng lượng”.

Theo trang web, điều này có tác động tiêu cực đến các yếu tố như tâm trạng và năng suất làm việc.

Môi trường sống, giải phẫu máu lạnh, máu nóng, kích thước não, cách thức kiếm ăn và nhiều yếu tố khác góp phần hình thành nên những kiểu ngủ của động vật. Theo nguyên tắc chung, các loài giống nhau về mặt di truyền sẽ có thói quen ngủ giống nhau. Do đó, chúng ta sẽ chia những loài động vật theo nhóm để nói trong bài viết này.

Không biết tất cả các loài động vật có cần ngủ hay không, nhưng ngủ là một trong những điều cần thiết đối với hầu hết các loài, để chúng có thể hoạt động bình thường. Sự trao đổi chất của não – hoặc các quá trình hóa học cần thiết để giữ cho cơ thể hoạt động – phụ thuộc vào giấc ngủ để nạp năng lượng. Quá trình này tương đối giống nhau ở tất cả các loài động vật.

Nếu không ngủ, não có thể sẽ bị quá tải và ngừng hoạt động. Thời gian tỉnh táo dài nhất được ghi nhận của một người là 264 giờ (khoảng 11 ngày). Ảo giác, mất trí nhớ và thay đổi tâm trạng là những tác dụng phụ được ghi nhận khi không ngủ trong thời gian dài, nhưng tất cả đều là tạm thời.

Trong thế giới động vật, giấc ngủ phức tạp hơn. Bởi vì hầu hết các loài động vật đều có khả năng bị tổn thương cao nhất khi ngủ.

Nhiều loài động vật có vú và chim sở hữu một kiểu ngủ đặc biệt gọi là ngủ Chuyển động mắt nhanh (REM). Động vật như chó, linh trưởng và con người cũng trải qua giấc ngủ REM. Đây là giai đoạn ngủ sâu nhất của động vật có vú và là giai đoạn nghỉ ngơi trong đêm, nơi các giấc mơ xảy ra.

Một lý do khiến động vật có vú cần giấc ngủ REM là để giữ ấm hộp sọ và não. Đổi lại, điều này giữ cho các chức năng cơ thể bình thường và các quá trình tái tạo hoạt động trơn tru. Sự trao đổi chất và khả năng hấp thụ thức ăn là một trong những chức năng được hưởng lợi từ giấc ngủ REM.

Nếu không có giấc ngủ REM, hầu hết các loài động vật có vú có thể chết, vì cơ thể về cơ bản sẽ ngừng hoạt động. Đối với một số loài động vật, như cú, điều này thay đổi theo độ tuổi. Cú con sẽ dành gần 50% thời gian ngủ trong giai đoạn REM, trong khi những con trưởng thành thì gần 25%.

Tuy nhiên, không phải tất cả các loài động vật có vú đều cần giấc ngủ REM – gấu và các loài động vật ngủ đông khác hoàn toàn không trải qua giai đoạn này. Khi ở trạng thái ngủ đông vào mùa đông, quá trình trao đổi chất của động vật diễn ra chậm hơn 20 lần so với khi thức. Động vật ngủ đông thường có nhiệt độ cơ thể chỉ cao hơn không khí xung quanh chúng một độ C. Điều này có nghĩa là trong những tháng mùa đông, động vật ngủ đông sẽ ngủ ở mức độ sâu hơn nhiều so với REM để tiết kiệm năng lượng.

Theo báo cáo của Britannica, những loài động vật ngủ đông có thể giảm dần nhiệt độ cơ thể và tốc độ trao đổi chất của chúng. Trong khi ngủ đông, cơ thể của những loài động vật này ở nhiệt độ khoảng 32 độ F (không độ C), nhịp thở và nhịp tim của chúng cũng chậm lại đáng kể. Thật kỳ lạ, những thay đổi nhiệt độ này không quá đúng đối với loài gấu và một số loài động vật có vú khác như ở một số loài cá và động vật máu lạnh, và vì vậy về mặt kỹ thuật chúng không được xếp vào loại ngủ đông theo đúng nghĩa.

Động vật có thể thức giấc nhanh chóng khi cảm nhận được con mồi hoặc mối đe dọa, như chúng thường làm và ảnh hưởng đến cơ thể chúng ít nghiêm trọng hơn. Mặt khác, thức dậy sau chế độ ngủ đông hoàn toàn, thường đòi hỏi một chút trợ giúp từ thiên nhiên.

Thời lượng ngủ của mỗi mỗi loài tùy thuộc vào môi trường sống của chúng, tuy nhiên chó hoang sẽ ngủ ít hơn chó nhà nhiều. Một con gấu trong tự nhiên sẽ có thói quen ngủ khác với một con trong vườn thú.

Theo CBS Minnesota, thời tiết ấm lên cùng với mùa xuân khiến rất nhiều loài ngủ đông thức giấc. Lori Naumann của Sở Tài nguyên Minnesota nói với CBS rằng những con rắn đang ngủ đông sẽ thức giấc khi thời tiết ấm lên và chất béo tích tụ trong cơ thể chúng đã được sử dụng hết.

Naumann nói: “Một số loài động vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thời tiết và ánh sáng ban ngày để thức giấc nhưng những loài động vật khác lại dựa vào sự thay đổi của nội tiết tố và đồi thị của não”.