Κοιμούνται οι καρχαρίες; -Πως αναπνέουν αν μένουν ακίνητοι;

Οι καρχαρίες περιφέρονται στους ωκεανούς ως άυπνα ζόμπι; Οι καρχαρίες υπάρχουν σε όλα τα σχήματα και μεγέθη, από τον μεγαλύτερο – τον φαλαινοκαρχαρία – ο οποίος έχει το μέγεθος σχολικού λεωφορείου – μέχρι τον μικρότερο – τον καρχαρία νάνο-, ο οποίος μπορεί να χωρέσει στο χέρι σας. Ορισμένοι εκτοξεύουν λαμπερά σύννεφα σκούρου μπλε μελανιού και ακόμα δεν ξέρουμε γιατί. Άλλοι έχουν θωράκιση σώματος που μοιάζει με αγκάθι και μοιάζουν προϊστορικοί. Όλοι αυτοί οι καρχαρίες υπάρχουν στην πραγματική ζωή και, όπως και πολλοί άλλοι, είναι συχνά τόσο παράξενοι που θα μπορούσαν άνετα να είναι χαρακτήρες ενός μυθιστορήματος επιστημονικής φαντασίας!

Οι πρώτοι καρχαρίες εξελίχθηκαν πριν από περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια, δηλαδή πριν οι δεινόσαυροι αρχίσουν να περιφέρονται στη γη μόλις πριν από 230 εκατομμύρια χρόνια και ακόμη πριν τα δέντρα αρχίσουν να αναπτύσσονται πριν από περίπου 350 εκατομμύρια χρόνια. Με την πάροδο του χρόνου, και λόγω των εκατομμυρίων ετών εξέλιξης, οι καρχαρίες ανέπτυξαν μερικές πολύ ωραίες προσαρμογές για να εξασφαλίσουν την επιβίωση του είδους. Υπάρχουν περισσότερα από 440 είδη καρχαριών και μία από τις προσαρμογές τους είναι ότι φαινομενικά δεν κοιμούνται.

Ορισμένοι καρχαρίες ξεκουράζονται βαθιά για περιόδους, αλλά μπορεί αυτό να θεωρηθεί ως ύπνος;

Η ανάπαυση ορίζεται από τους επιστήμονες ως “μειωμένη δραστηριότητα χωρίς απώλεια συνείδησης ή σημαντικά μειωμένη ανταπόκριση”. Ο ύπνος από την άλλη πλευρά ορίζεται ως μειωμένη επίγνωση του περιβάλλοντος ή ως “μειωμένη κατάσταση συνείδησης και έλλειψη κίνησης ή σωματικής δραστηριότητας που μπορεί να αντιστραφεί γρήγορα”. Ο χαμένος ύπνος οδηγεί σε αυξημένη λαχτάρα για ύπνο ή στην ανάγκη για περισσότερο ύπνο, γνωστή ως “ανάκαμψη του ύπνου”, ενώ η χαμένη ανάπαυση όχι. Οι καρχαρίες έχουν περιόδους βαθιάς ανάπαυσης που μοιάζουν τουλάχιστον με ύπνο. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακόμη αρκετά γι’ αυτές ώστε να αποδείξουν αν οι καρχαρίες κοιμούνται πραγματικά ή όχι, επειδή δεν γνωρίζουν αν κάνουν sleep rebound ή όχι.

Ένας καρχαρίας σε βαθιά ανάπαυση μπορεί να σας φαίνεται ή να μην σας φαίνεται κοιμισμένος. Πρώτον, δεν κλείνουν τα μάτια τους όταν ξεκουράζονται, τουλάχιστον όχι τελείως- υπάρχει τουλάχιστον ένα είδος που κλείνει μερικώς τα μάτια του όταν ξεκουράζεται. Οι διαφορετικοί καρχαρίες αναπνέουν με διαφορετικούς τρόπους και αυτό επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο ξεκουράζονται. Ορισμένα είδη πιστεύεται ότι “κολυμπούν στον ύπνο”, άλλα ξαπλώνουν ακίνητα στο βυθό της θάλασσας και άλλα κουρνιάζουν σε ομάδες ή σε κάποιο μέρος εκτός οπτικού πεδίου όπου είναι ασφαλές να ξεκουραστούν, όπως σε μια σπηλιά ή στην άμμο.

Οι καρχαρίες δεν κλείνουν τα μάτια τους όπως εσείς και εγώ όταν βρίσκονται σε περιόδους βαθιάς ανάπαυσης ή, κάτι που θα μπορούσε τουλάχιστον να μοιάζει με ύπνο. Έχουν ένα άνω και ένα κάτω βλέφαρο όπως εμείς, αλλά δεν μπορούν να τα κλείσουν, ή τουλάχιστον όχι πλήρως. Ωστόσο, η πλειονότητα των καρχαριών διαθέτει τρίτα βλέφαρα και δεν εξυπηρετούν τον ίδιο σκοπό με τα δικά μας βλέφαρα. Τα δικτυωτά βλέφαρά τους είναι διαφανή και κάνουν αυτό που κάνουν τα γυαλιά ασφαλείας για εμάς – προστατεύουν τα μάτια τους, ενώ παράλληλα τους επιτρέπουν να βλέπουν – σε αντίθεση με τα δικά μας βλέφαρα που κρατούν τα μάτια μας υγρά και εμποδίζουν το φως ενώ κοιμόμαστε.

Οι καρχαρίες έχουν ένα βλέφαρο ανά μάτι. Αυτά κινούνται από τις εσωτερικές γωνίες των ματιών τους προς τις εξωτερικές γωνίες ή από τον πυθμένα των ματιών τους προς την κορυφή. Λίγο πριν οι καρχαρίες δαγκώσουν, αυτά τα δικτυωτά βλέφαρα γλιστρούν πάνω από τους βολβούς των ματιών τους για να προστατεύσουν τα μάτια τους από το να γρατζουνιστούν ή να τρυπηθούν από το θήραμά τους. Αυτές οι δικτυωτές μεμβράνες δεν θα ήταν χρήσιμες για την προστασία των ματιών ενός λευκού καρχαρία κατά το κυνήγι φώκιας; Παραδόξως, αυτό δεν ισχύει – οι λευκοί καρχαρίες είναι ένα από τα ελάχιστα είδη καρχαριών που δεν έχουν καθόλου βλεφαρίδες! Αντιθέτως, λίγο πριν βυθίσουν τα δόντια τους στις φώκιες, αυτοί οι εξαιρετικά εξελιγμένοι κυνηγοί γυρίζουν τα μάτια τους πίσω στο κρανίο τους, δαγκώνοντας ουσιαστικά το θήραμά τους εντελώς τυφλά. Παρά το γεγονός ότι ορισμένοι καρχαρίες είναι τυφλοί όταν δαγκώνουν, δεν είναι τυφλοί όταν ξεκουράζονται. Τα μάτια ενός καρχαρία που ξεκουράζεται είναι ανοιχτά, ή τουλάχιστον μερικώς ανοιχτά, για να παρακολουθεί τι κολυμπάει γύρω του.

Οι καρχαρίες πρέπει να συνεχίσουν να κολυμπούν για να παραμείνουν ζωντανοί;

Για να παραμείνουν ζωντανοί οι καρχαρίες πρέπει να διατηρούν τη ροή νερού πλούσιου σε οξυγόνο πάνω από τα βράγχια τους. Το οξυγόνο του εισερχόμενου νερού περνά από τα βράγχια τους και απορροφάται από το αίμα τους. Στη συνέχεια, το αίμα διοχετεύεται στο σώμα τους τροφοδοτώντας όλα τα μέρη τους με οξυγόνο. Οι καρχαρίες είναι πολύ καλύτεροι από τους ανθρώπους στην απορρόφηση οξυγόνου – μπορούν να απορροφήσουν το 80% του οξυγόνου αν υπάρχει μόλις 1% οξυγόνο στο νερό γύρω τους. Εμείς, οι άνθρωποι, απορροφούμε το 25% του 21% του οξυγόνου που υπάρχει γύρω μας στον αέρα που αναπνέουμε. Ορισμένοι καρχαρίες μπορούν να αναπνέουν (με αυτό εννοώ να διατηρούν τη ροή του νερού πάνω από τα βράγχια τους) ενώ βρίσκονται ακίνητοι στον πυθμένα της θάλασσας ή ακόμη και θαμμένοι στην άμμο. Άλλοι πρέπει να συνεχίσουν να κολυμπούν για να αναπνεύσουν και να παραμείνουν ζωντανοί.
Οι καρχαρίες που πρέπει να συνεχίσουν να κολυμπούν για να παραμείνουν ζωντανοί χρειάζονται νερό πλούσιο σε οξυγόνο να εισρέει από το στόμα τους και να “εμβολίζεται” συνεχώς στα βράγχια τους σε ένα είδος αναπνοής γνωστό ως εμβολικός αερισμός. Οι ερευνητές πίστευαν αρχικά ότι αυτοί οι καρχαρίες έπρεπε να κινούνται συνεχώς για να παραμείνουν ζωντανοί, επειδή δεν παρουσίαζαν εμφανείς περιόδους αδράνειας και επομένως δεν έδειχναν να ξεκουράζονται ή να κοιμούνται. Ορισμένοι επιστήμονες καρχαριών σκέφτηκαν ότι επειδή ο ανοιχτός ωκεανός είναι τόσο άδειος, ο εγκέφαλος αυτών των καρχαριών δεν επιβαρύνεται αρκετά ώστε να χρειάζεται ύπνο. Ωστόσο, η ιδέα αυτή έχει απορριφθεί ως απίθανη, επειδή ακόμη και στον ανοιχτό ωκεανό οι καρχαρίες χρησιμοποιούν πολύπλοκες δεξιότητες όρασης, πλοήγησης και επικοινωνίας. Επειδή οι καρχαρίες με εμβολισμό θα πνιγόντουσαν αν σταματούσαν να κολυμπούν και να εμβολίζουν το νερό στα βράγχια τους, πιστεύεται ότι ένα μέρος του εγκεφάλου τους παραμένει ενεργό ενώ ξεκουράζονται.

Μεγάλοι κολυμβητές ύπνου;

Ορισμένοι έχουν εντοπιστεί και έχει αποδειχθεί ότι παραμένουν για ώρες στα ίδια σημεία σε ρεύματα. Οι επιστήμονες καρχαριών υποθέτουν ότι ξεκουράζονται, κοιτάζοντας προς τα ρεύματα που διατρέχουν αυτά τα κανάλια με το στόμα τους ανοιχτό και αφήνοντας το νερό να εισρεύσει πάνω από τα βράγχια τους. Ένας λευκός καρχαρίας έχει βιντεοσκοπηθεί να κάνει ακριβώς αυτό – το αργό κολύμπι και το ανοιχτό στόμα του υποτίθεται ότι του επιτρέπουν να διατηρεί το πλούσιο σε οξυγόνο νερό να κινείται πάνω από τα βράγχια του ενώ ξεκουράζεται.

Αν και δεν είμαστε ακόμη σίγουροι αν πρόκειται για κολύμπι ύπνου, γνωρίζουμε ότι οι καρχαρίες που χρησιμοποιούν μόνο εμβολικό αερισμό για να αναπνεύσουν, όπως οι λευκοί καρχαρίες, εξελίχθηκαν για να είναι πιο ενεργητικοί ταξιδιώτες στον ανοιχτό ωκεανό και έχασαν την ικανότητα και τις δομές να αντλούν ενεργά νερό πάνω από τα βράγχια τους ενώ δεν κινούνται προς τα εμπρός.

Καρχαρίες που κοιμούνται όλη μέρα και κολυμπούν όλη νύχτα

Στην άγρια φύση και στα ενυδρεία, ορισμένοι καρχαρίες συχνά παρατηρούνται να κείτονται ακίνητοι στην άμμο κατά τη διάρκεια της ημέρας και να κολυμπούν ενεργά τη νύχτα. Περνούν το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας τους ξαπλωμένοι ακίνητοι στον πυθμένα του ενυδρείου σε χαλαρή στάση. Τα μάτια των καρχαριών είναι ελαφρώς κλειστά, ενώ φαίνεται να ξεκουράζονται. Οι καρχαρίες ανταποκρίνονται λιγότερο όταν “ξεκουράζονται” και δεν αντιδρούν καθόλου στους αυτοδύτες μέχρι να τους αγγίξουν, πράγμα που κάνει τους καρχαρίες να απομακρυνθούν κολυμπώντας. Κάποιοι καρχαρίες είναι συνήθως υπάκουοι και δεν είναι γνωστό ότι είναι επιθετικοί προς τους ανθρώπους, αλλά έχουν δαγκώσει δύτες που τους τρόμαξαν ενώ “ξεκουράζονταν”. Κανένα από τα δαγκώματα δεν προκάλεσε θανάτους και πιθανότατα έγιναν σε αυτοάμυνα μετά από τρόμο. Φαίνεται ότι ενώ αυτοί οι καρχαρίες “ξεκουράζονταν” είχαν μειωμένη επίγνωση του περιβάλλοντός τους. Λοιπόν, ο ορισμός του ύπνου έχει και ένα δεύτερο μέρος: αν ο ύπνος χαθεί οδηγεί σε περισσότερο ύπνο αργότερα, γνωστό ως “ανάκαμψη του ύπνου”. Αυτός είναι ο κύριος τρόπος με τον οποίο ο ύπνος διαφέρει από την ανάπαυση, επειδή η χαμένη ανάπαυση δεν οδηγεί σε περισσότερη ανάπαυση αργότερα.

Είναι δύσκολο να μελετήσει κανείς τον ύπνο των καρχαριών στη φύση, επειδή οι καρχαρίες είναι γενικά ντροπαλοί και ασύλληπτοι και στα ενυδρεία δεν συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο. Για παράδειγμα, τη νύχτα οι λευκοί υφαλοκαρχαρίες κολυμπούν τρεις φορές περισσότερο στη φύση απ’ ό,τι στα ενυδρεία. Είναι δύσκολο να προσδιορίσουμε με ακρίβεια γιατί οι καρχαρίες στα ενυδρεία συμπεριφέρονται διαφορετικά, αλλά ίσως έχει να κάνει με τον τρόπο που τρέφονται ή με το πώς είναι διαμορφωμένο το ενυδρείο. Για τους λόγους αυτούς, είναι δύσκολο να διαπιστωθεί αν οι καρχαρίες κοιμούνται ανακάμπτοντας.

Κοιμούνται σε σωρούς αγκαλιάς

Οι καρχαρίες συχνά περνούν τις μέρες τους ξεκουράζοντας σε ομάδες που στη φύση φτάνουν μέχρι και τους 40 καρχαρίες. Ορισμένοι φαίνεται να αγκαλιάζονται και να χαϊδεύονται ενώ ξεκουράζονται. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το να ξεκουράζονται μαζί μπορεί να τους βοηθήσει να προστατευτούν από τους θηρευτές.

Οι καρχαρίες που κουρνιάζουν στην άμμο αναπνέουν μέσω “αναπνευστήρων”

Οι καρχαρίες, και ορισμένα άλλα είδη, που θάβονται στην άμμο μπορούν να αναπνέουν μέσω σπειροειδών. Τα σπιράλ είναι ανοίγματα ακριβώς πίσω από τα μάτια των πλασμάτων που λειτουργούν σαν αναπνευστήρες. Το πλούσιο σε οξυγόνο νερό αναρροφάται μέσω αυτών των σπιράλ (μερικές φορές από πάνω από την άμμο) και αντλείται μέσω των βράγχιων και εξέρχεται από τις σχισμές των βράγχιων. Αυτοί οι καρχαρίες θα μπορούσαν να κοιμούνται ενώ ξαπλώνουν εκεί και αναπνέουν μέσω των αναπνευστήρων τους, απλά δεν το γνωρίζουμε με βεβαιότητα.

Καρχαρίες που παραβιάζουν τους κανόνες

Οι καρχαρίες που αναπνέουν με εμβολισμό, οι οποίοι συνήθως πρέπει να κινούνται συνεχώς για να διατηρούν το νερό να κινείται πάνω από τα βράγχια τους, μπορούν να επιβιώσουν ακόμη και μένοντας ακίνητοι, αν οι συνθήκες είναι ακριβώς οι κατάλληλες. Οι καρχαρίες υφάλου της Καραϊβικής, οι οποίοι συνήθως χρησιμοποιούν μόνο εμβολικό αερισμό, έχουν βρεθεί ακίνητοι να “ξεκουράζονται” σε σπηλιές στο Μεξικό, προκαλώντας αμηχανία στους επιστήμονες καρχαριών. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν αργότερα ότι το νερό στις σπηλιές είχε εξαιρετικά υψηλά επίπεδα οξυγόνου και μειωμένη αλατότητα. Αυτές οι συνθήκες επέτρεπαν στους καρχαρίες να συνεχίσουν να αναπνέουν χωρίς να κινούνται, επειδή οι συνθήκες επέτρεπαν την ευκολότερη απορρόφηση οξυγόνου από το νερό γύρω τους.