Un giovane esemplare di elefante marino. Gli elefanti marini sembra che schiaccino dei brevi pisolini mentre nuotano in profondità. Ph. Credit: Butterfly austral – Serge Ouachée – Opera propria

Per la prima volta, un team di ricercatori ha registrato l’attività cerebrale in un mammifero marino selvatico, rivelando le abitudini del sonno degli elefanti marini durante i mesi che trascorrono in mare. I modelli delle onde cerebrali mostrano infatti che gli elefanti marini fanno solo dei brevi pisolini mentre trattengono il respiro durante le immersioni profonde, con una media di sole 2 ore di sonno totali al giorno.

 

Le strane abitudini nel sonno degli elefanti marini

Gli elefanti marini trascorrono in genere anche fino a 10 ore al giorno dormendo sulla spiaggia durante la stagione riproduttiva. Mentre quando affrontano i lunghi viaggi invernali dormono in media solo 2 ore al giorno.

Dai dati dell’analisi, condotta dalla studentessa laureata dell’Università della California, Santa Cruz (UCSC) e attualmente borsista post-dottorato presso l’Università della California, Scripps Institution of Oceanography di San Diego, Jessica Kendall-Bar, è emerso dunque che gli elefanti marini dormono per circa 10 minuti alla volta durante immersioni profonde di 30 minuti, spesso scendendo a spirale mentre dormono profondamente e talvolta giacendo immobili sul fondo del mare.

Daniel Costa, coautore dello studio e professori di ecologia e biologia evolutiva presso l’UCSC, a capo dell’Istituto di scienze marine dell’UCSC, afferma che per anni ci si è chiesti quando e come fanno a dormire gli elefanti marini quando si inoltrano nell’Oceano Pacifico settentrionale per circa 8 mesi.

 

25 anni di ricerche e dati sul sonno di questi animali

Il laboratorio di Costa è a capo del programma di ricerca sugli elefanti marini dell’UCSC presso la riserva di Año Nuevo, da ben 25 anni. Nel corso delle ricerche sono stati utilizzati strumenti sempre più sofisticati per tracciare i movimenti e il comportamento di immersione di questi animali durante le loro migrazioni.

Come spiega Costa, “i registri delle immersioni mostrano che si immergono costantemente, quindi abbiamo pensato che dormissero durante quelle che chiamiamo immersioni in corrente, quando smettono di nuotare e affondano lentamente, ma non ne avevamo la certezza. Ora siamo finalmente in grado di dire che sicuramente dormono durante quelle immersioni, e abbiamo anche scoperto che non dormono molto nel complesso, rispetto ad altri mammiferi”.

 

Monitorare il sonno degli elefanti marini con le onde cerebrali

Kendall-Bar ha sviluppato un sistema in grado di registrare in modo affidabile l’attività cerebrale (ottenendo una sorta di EEG) negli elefanti marini selvatici durante il loro normale comportamento di immersione in mare. Con un copricapo in neoprene per fissare i sensori EEG e un piccolo data logger per registrare i segnali, il sistema può essere recuperato quando gli animali tornano alla spiaggia di Año Nuevo.

Oltre al sistema EEG, agli animali erano stati applicati anche registratori di profondità, di tempo, accelerometri e altri strumenti che consentivano ai ricercatori di tracciare i movimenti degli elefanti marini insieme alla corrispondente attività cerebrale.

 

Una spirale di sonno di qualche minuto

Le registrazioni hanno mostrato che gli animali mentre erano in immersione, erano in grado di entrare nella fase del sonno profondo noto come sonno ad onde lente, mantenendo una planata controllata verso il basso, per poi passare al sonno REM (Rapid Eye-Movement).

Quando si addormentano gli animali sembrano entrare in una sorta di paralisi del sonno che li fa capovolgere e scivolare verso il basso, planando dolcemente in una “spirale del sonno”, come spiega Terrie Williams, professore di ecologia e biologia evolutiva presso l’UCSC, a capo del Comparative Neurophysiology Lab presso l’UCSC e coautore dello studio.

 

Il futuro di questa ricerca

Questi dati sono il risultato dell’analisi sull’attività cerebrale e il comportamento in immersione di 13 elefanti marini giovani, per un totale di 104 immersioni durante il sonno. Partendo da questi dati, Kendall-Bar ha sviluppato un algoritmo altamente accurato per identificare i periodi di sonno basandosi solo sui dati di immersione. Ciò le ha permesso di stimare le quote di sonno per 334 elefanti marini adulti.

Kendall-Bar ritiene quindi che, “grazie al set di dati che Dan Costa ha curato in oltre 25 anni di lavoro con gli elefanti marini ad Año Nuevo, sono stata in grado di estrapolare i nostri risultati per oltre 300 animali e ottenere uno sguardo a livello di popolazione sul comportamento del sonno”.

Il passo successivo sarà dunque quello di utilizzare metodi simili per studiare l’attività cerebrale in altre specie di foche e leoni marini e persino negli apneisti umani. I risultati possono essere utili per gli sforzi di conservazione secondo Williams, il quale afferma che “normalmente, siamo preoccupati di proteggere le aree in cui gli animali vanno a nutrirsi, ma forse i luoghi in cui dormono sono importanti quanto qualsiasi altro habitat critico”.