睡眠は、ほとんどの動物にとって極めて無防備な状態である。筋肉は弛緩し、反応時間は遅くなり、周囲への注意力も著しく低下する。当然ながら、着陸できる場所のない外洋を進まなければならない鳥にとって、その無防備さは命取りになりかねない。
それでも、グンカンドリ（Fregata属）は日常的に、陸にも水面にも降りることなく、広大な海域を何日も、時には何週間もかけて横断する。生物学者たちは長い間、こうした鳥がどのように疲労を避けているのか、推測することしかできなかった。
脳活動を直接記録することで明らかになった答えは、動物界で知られる睡眠適応の中でも最も極端なものの1つだった。グンカンドリは飛びながら眠り、その際に脳を左右に分けて使うのである。
飛行中に眠る鳥の発見
グンカンドリは大型の熱帯性海鳥で、世界中の熱帯・亜熱帯の海に分布している。現生種は以下の5種である。
- アメリカグンカンドリ（Fregata magnificens）
- アセンショングンカンドリ（Fregata aquila）
- シロハラグンカンドリ（Fregata andrewsi）
- オオグンカンドリ（Fregata minor）
- コグンカンドリ（Fregata ariel）
雄のグンカンドリは、鮮やかな赤色の喉袋、すなわち咽喉嚢でひと目で見分けられる。求愛ディスプレイの際には、この袋を劇的に膨らませる。翼開長は最大2.3メートルに達し、滑翔に適した体を持つグンカンドリは、現生の鳥類の中でも特に空中生活に特化した鳥の1つである。
しかし、海鳥の大多数とは異なり、グンカンドリは水面に着水できない。羽毛には十分な防水性がなく、脚も泳いだり海面から飛び立ったりするのに適していない。そのため、いったん空中に出ると、再び陸地にたどり着くまで飛び続けなければならない。
それにもかかわらず、追跡調査は一貫して、グンカンドリが最長10日間連続で飛び続け、数千キロメートルを移動できることを示している。そしてその飛行中、採餌し、航路を定め、捕食者を避けるだけのエネルギーを維持している。休息や睡眠のために一度も止まることはない。
生物学的に見れば、ここには明白な問題がある。睡眠は任意のものではない。ほぼどんな動物でも、たとえ短時間であっても睡眠を奪われれば、認知機能と生理機能のパフォーマンスは低下する可能性が極めて高い。では、着陸できないグンカンドリは、どこで眠るのか。そして何より、どのように眠るのか。
鳥が飛行しながら同時に眠ることができるという考えは、鳥類学者から懐疑的に受け止められていた。片半球睡眠はイルカや休息中の一部の鳥で実際に記録されていたものの、鳥が能動的な飛行中に本当に眠れることを証明できた例はなかった。
それを変えたのが、2016年にNature Communicationsに掲載された研究である。この研究では、神経科学者たちが野生のグンカンドリに軽量の脳波（EEG）記録装置を装着した。この装置により研究者は、鳥が海上を自由に飛行している間の脳活動、頭部の動き、翼の動きを測定できた。
結果は明白だった。グンカンドリは飛行中に本物の睡眠状態に入り、そこには特に、ノンレム睡眠の最も深い段階である徐波睡眠も含まれていた。ただし、重要な但し書きがある。睡眠は左右非対称に起きていたのだ。簡単に言えば、飛行中のグンカンドリでは、脳の片側半球だけが一度に徐波睡眠に入り、もう片方の半球は覚醒し警戒を保っている。
これは片半球徐波睡眠として知られる現象であり、鳥が睡眠による回復効果を得ながら、基本的な運動制御と周囲への注意を維持できる理由である。さらに驚くべきことに、飛行中に左右の半球を切り替えることもわかっている。これにより、脳の各側が休む機会を得られ、どちらか一方に長期的な睡眠不足が生じるのを防いでいる。
もし空中で眠っているグンカンドリに出くわしたなら、その鳥が片目だけを開けているのがわかるだろう。開いている目は覚醒している半球に対応し、鳥の周囲を視覚的に監視できるようにしている。閉じている目は眠っている側に対応する。この「分割された脳」のシステムにより、鳥は部分的に眠っていても、滑翔を続け、翼の位置を調整し、気流に反応できる。
ただし、この驚くべき能力にもかかわらず、グンカンドリは実際には飛行中にそれほど頻繁には眠らない。長距離飛行中の睡眠時間は平均で1日1時間未満であり、陸上で休んでいる時の1日12時間超とは対照的である。これは非常に重要な点を示している。飛びながら眠ることは通常の睡眠の代替ではなく、絶対に必要な場合にのみ行われる生存上の妥協なのである。
ほとんどの場合、グンカンドリは飛行中に相当な短期的睡眠不足に耐えることを選び、陸に戻ってから回復する。この柔軟性は、強い生態学的圧力のもとで睡眠要求が調整され得ることを示している。しかし、睡眠を完全に不要にできるわけではない。
この鳥が教えてくれる睡眠の意味
Nature and Science of Sleepに掲載された2016年のさらなる研究が説明しているように、片半球睡眠は非常に特定の進化上の問題を解決する。とりわけグンカンドリにとって、飛行中に完全に意識を失うことは現実的ではない。一方で、睡眠なしに無期限に機能し続けることもできない。
この意味で、脳を分割することは、全体を停止させることなく部分的な休息を可能にする。自然選択がこれを有利に働かせたとしても不思議ではない。自然選択は通常、効率や快適さを犠牲にしてでも、動物が繁殖できるまで生き延びることを可能にする仕組みを優先するからである。
Nature and Science of Sleepの研究が指摘するように、呼吸のために水面に出る必要があるイルカにも似た戦略が見られる。また、捕食者を警戒するため片目を開けて眠る一部の水鳥にも見られる。グンカンドリは、このスペクトラムの極めて端に位置する例にすぎない。
こうした鳥を研究する神経科学者たちは、睡眠不足に通常伴う認知機能の低下を、脳がどのように回避しているのかに特に関心を寄せている。これらの仕組みを理解することは、そもそもなぜ睡眠が必要なのか、そして睡眠のどの要素が最も重要なのかを明らかにする手がかりになり得る。
ただし、人間との比較を過度に広げることは避ける必要がある。グンカンドリは、人間が再現できるような形で睡眠を「ハック」しているわけではない。彼らの脳はこの生活様式に特化して進化してきたのであり、それでもなお、長時間の睡眠不足には代償が伴う。
グンカンドリは生物学に逆らっているのではなく、むしろ生物学を体現している。飛びながら眠る能力は、避けられない制約に対して、進化がごく狭い抜け道を見いだした結果として生じた。脳を半分ずつ、ところどころで数分間、飛行中の最も安全な瞬間を正確に選んで休ませるのである。
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