Het is op dit second lang geleden dat het zomer is voor de rendieren in het noordpoolgebied, maar degenen die zich tijdens de overvloedige maanden hebben volgestopt, zullen goed uitgerust zijn om de winter te overleven. Een studie die vandaag is gepubliceerd in Huidige biologie¹ meldt dat rendieren hun hersenen in een slaapachtige toestand kunnen brengen terwijl ze kauwen, wat betekent dat ze hun eettijd tijdens arctische zomers kunnen maximaliseren.

“Rendieren kunnen tegelijkertijd aan de spijsverterings- en slaapbehoeften voldoen”, zegt Melanie Furrer, de eerste auteur van het onderzoek en neurowetenschapper aan de Universiteit van Zürich, Zwitserland.

Internet als een koe heeft een rendier vier kamers in zijn maag, en hij gebruikt de eerste om gras op te slaan om later op te braken en te kauwen – een proces dat bekend staat als herkauwen.

De behoefte aan slaap

De onderzoekers maakten elektro-encefalogram (EEG)-opnamen van in gevangenschap levende Euraziatische toendrarendieren (Rangifer tarandus tarandus) in Tromsø, Noorwegen, waarbij ze hun hersenactiviteit volgden tijdens de herfstnachtevening in september, de zomerzonnewende in juni en de winterzonnewende in december.

Ze ontdekten dat de hersenen van rendieren tijdens het herkauwen een toename van langzame golven en ritmische uitbarstingen van activiteit vertonen – patronen die gewoonlijk worden geassocieerd met niet-REM-slaap. Ondanks dat ze hun ogen niet altijd gesloten hadden, vertoonden herkauwende rendieren ook gedrag dat op slaap leek. Ze zaten en stonden rustig en reageerden minder op geluiden van andere rendieren.

Hoe meer ze herkauwden, hoe minder slaap de rendieren daadwerkelijk nodig leken te hebben. Toen de onderzoekers de gebruikelijke slaaptijd van de rendieren met twee uur verkortten door luid te praten, ze te aaien en ze te verleiden met vers voedsel, observeerde het crew een ​​toename van de langzame golfactiviteit in de hersenen van de rendieren, wat duidt op een verhoogde opbouw van slaapdruk – de normale biologische drang om te slapen.

Maar als de rendieren herkauwden, vertoonde hun daaropvolgende slaap minder langzame golfactiviteit vergeleken met rendieren die niet herkauwden. “De behoefte om te slapen neemt af tijdens het herkauwen. Hoogstwaarschijnlijk is dit het geval omdat rendieren kunnen ‘slapen’ tijdens het herkauwen”, zegt Furrer.

Ze denkt dat het een reactie is op de bloei-en-crisis-omgeving van het Noordpoolgebied, met weelderige, met gras begroeide zomers en besneeuwde winters. “Het is een strategie om in de zomer voldoende tijd vrij te maken voor vrijwel constante voeding, en om vet te mesten voor de Arctische winter met een zeer lage voedselbeschikbaarheid.”

Deze pinguïn overleeft met microslaapjes van vier seconden – duizenden keren per dag

Furrer zegt dat verrassend genoeg de totale slaaptijd – gemeten als de hoeveelheid tijd doorgebracht in inactieve toestanden gedetecteerd door EEG-signalen – gedurende het jaar niet veranderde. Het crew had verwacht dat rendieren in de zomer minder zouden slapen en meer in de winter, wanneer de dieren veel minder actief zijn en energie moeten besparen.

“Deze bevindingen zijn van bijzonder belang, omdat we weten dat er dieren zijn die de slaaptijd verkorten afhankelijk van de omgevingsomstandigheden, maar dit lijkt niet het geval te zijn bij rendieren”, zegt Furrer. “Dit laat zien hoe essentieel slaap is en dat deze bij rendieren zeer strak gereguleerd is.”

Jerome Siegel, een neurobioloog aan de Universiteit van Californië, Los Angeles, zegt dat de studie een aanvulling is op ander werk² bij dieren, inclusief zeezoogdieren, waaruit blijkt dat de manier waarop een dier slaapt afhankelijk is van zijn omgeving. Verschillende onderzoeken hebben hersengolfpatronen gevonden die lijken op niet-REM-slaap tijdens het herkauwen bij schapen, runderen en kleine muizenherten (Tragulus kanchil). In het huidige onderzoek is echter voor het eerst onderzocht hoe slaapachtige hersenactiviteit tijdens het herkauwen de behoefte aan diepe slaap verandert.