Bütün Hayvanlar Uyur mu?

Hepimiz neredeyse her gün çevremizdeki hayvanların uyuduklarına şahit olmuşuzdur. Köpekler, kediler, kuşlar, hamsterlar veya kaplumbağalar. Peki hayvanlar alemindeki bütün canlıların uykuya ihtiyacı var mıdır? Bu yazımda, elimden geldiğince bu soruyu cevaplandırmaya çalışacağım. Bu soruyu cevaplamadan önce bilimsel anlamda ‘uyku’ kavramı nedir onu bir inceleyelim.



Uyku Nedir? Uyku Esnasında Neler Olur?


Uyku, en basit tabirlerle hızla tersine çevrilebilen bir hareketsizlik hali ve fazlaca azaltılmış duyusal tepki olarak nitelendirilebilir. Uyku bedenin dinlenebildiği ve yenilenebildiği bir döngüdür. Uyku esnasında serebrospinal sıvı beyni yıkayarak toksik atıkları uzaklaştırır, kısa süreli hafızadaki bilgiler uzun süreli hafızaya aktarılır ve hücre restorasyonu yapılır. Uyku-uyanıklık döngüsü homeostatik bir yapıdadır. Yani uyku ihtiyacınız ve uyanık kaldığınız süre arasında bir denge vardır. Uyku ihtiyacınız uyanık kaldığınız süre tarafından belirlenir ve eğer uyku ihtiyacınızı karşılayamazsanız bir sonraki uykunuzda bu süreyi ekstra uyuyarak kapatmak zorunda kalırsınız ve sabahları uyuyakalıp işe geç kalmanıza neden olan bu zorunluluğa ‘uyku borcu’ adı verilir.


Uyku ihtiyacı ve uyanıklık halinin bir döngü olması gibi uyku da kendi içinde bir döngüye sahiptir ancak bu döngü uyku-uyanıklık döngüsü gibi günde bir kere tekrar eden bir döngü değil, uyku süresi boyunca kendini tekrar eden bir döngüdür. Yani uyku ritminiz uykuya daldığınız an başlayan ve alarm sesiyle uyandığınız an biten düz bir çizgi değil, uyuduğunuz süre boyunca sürekli tekrar eden 90 dakikalık periyotların dalgalanmaları şeklinde seyreder. Bu periyotlar uykunuzda beyin dalgalarının hızlarının değişmesi nedeniyle oluşur. Bir periyot; REM ve Non-REM denen iki fazdan oluşur. REM (Rapid Eye Movement) fazı uykunun ilk fazıdır ve beyin fonksiyonları neredeyse uyanıkken olduğu kadar aktiftir. Bu fazda adından da anlaşılacağı gibi gözler gözkapaklarının altında hızlı şekilde hareket ederler ve rüyalar çoğunlukla bu fazda görülür. Non-REM fazı genel olarak 3 seviyeye bölünür (son çalışmalar 4 seviye olabileceğini gösteriyor) ve seviyeler ilerledikçe vücudun uyarılma eşiği artar, beyin aktiviteleri azalır ve vücut ısısı düşer. Yani bir bakıma uyku derinleşir. Beyin dalgalarının REM seviyesinden Non-REM seviyesine inecek kadar yavaşlaması ve tekrar REM seviyesine çıkacak kadar hızlanmasıyla 90 dakikalık bir periyot tamamlanmış olur. Normal şartlarda bir insanın 5-6 periyot uyuması gerekmektedir, bu da 7-9 saat arası bir süreye denk gelir. Uyku ritmindeki dalgalanmaları şu grafikle daha iyi anlayabilirsiniz.

Uykunun fizyolojisini ana hatlarıyla aktarmaya çalıştım. Şimdi de uyku ne değildir ona bakalım ve uykunun karıştırılmaması gereken durumlardan bahsedelim. Çevredeki uyaranlara tepki verilmeyen ama bilincin açık olduğu dinlenme durumları uyku değildir. Çeşitli hayvanların soğuk hava şartlarına direnmek için girdiği hibernasyon (kış uykusu) ve torpor durumu uyku değildir.


REM uykusu insanda, kuşlarda ve kertenkelelerde gözlenmiştir. Bunun sebebi ortak atalarımızın bulunması ve evrim ağacında birbirimizden çok uzak olmamamız olarak değerlendiriliyor. Ortak atalarımızın kesişme tarihlerini göz önünde bulundurduğumuzda günümüz insanının uyku düzeni neredeyse 300 milyon yıl önceye dayanıyor.


Böceklerde Uyku


Franz Kafka’nın ‘Dönüşüm’ kitabını okuduysanız başkarakter Gregor Samsa’nın böceğe dönüştükten sonra sıklıkla istirahat ettiğinin farkına varmışsınızdır. Bakalım Kafka bir böceğin hayatını ne kadar doğru aktarmış?


Dünyada 700.000’den fazla böcek türü bulunmaktadır ve şu ana kadar üzerinde çalışılan türler gösteriyor ki böceklerde uyku diye nitelendirebileceğimiz bir dinlenme hali bulunmaktadır. Dinlenme halinde böcekler hareketsiz haldedirler, duyusal eşikleri yükselmiştir ve hafif uyaranlara tepki vermemektedirler. Dinlenme halindeki bu duyarsızlık ilk olarak bal arılarında yapılan bir çalışmayla ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada arıların uyanıkken tepki verdiği renkli kağıtlar, arılar dinlenme halindeyken gözlerinin önünden geçirilmiştir ve arıların tepki vermediği gözlenmiştir ancak vücutlarına değen hafif hava akımları oluşturulduğunda dinlenme hallerini hızlı şekilde terk etmişlerdir. Arılar üzerinde yapılan bir başka çalışmada bilim insanları arıları iki gruba bölmüş, bir grubun düzenli olarak dinlenmesine izin vermiş ancak diğer gruptaki arıların üzerine çelik parçacıkları yapıştırmış ve dinlenecekleri sırada bir mıknatıs yardımıyla arıların sırtındaki çelik parçacıklarını titreştirerek dinlenmelerini engellemiştir. Dinlenemeyen arılarda insanlarda dikkatsizliğe denk gelecek duyarsızlık davranışları baş gösterdiği not edilmiştir. Bu deneyin birkaç gün tekrarlanması da birkaç arının uyku yetersizliği nedeniyle ölmesine yol açmıştır. Bu çalışma bize böceklerin de uyku ihtiyacı olduğunu ve uykusuzluğun böcekleri ölümcül derecede etkilediğini göstermiştir. (Böylece Kafka’nın böceklerin hayatı konusunda yanılmadığını görmüş oluyoruz)

Böceklerin dinlenme halleri genelde dışarıdan bakınca anlaşılmaktadır. Her böceğin kendine özgü bir uyku postürü vardır ancak büyük oranda birbirlerine benzemektedirler. Arılar dinlenme süreçlerinde antenlerini aşağı indirirler ve eğer kovan dışında dinleniyorlarsa çenelerini bir bitki sapına kilitleyip hareketsiz kalarak vücutlarını dinlendirirler. Hamamböcekleri ise uyurken bacaklarını toplayıp karınlarını zemine yaklaştırırlar ve antenlerini yere paralel hale getirip hareketsiz kalırlar. Her ne kadar böcekler de uyuyormuş gibi gözükseler de bu dinlenme hali bir memeli uykusundan oldukça farklıdır. En büyük fark ise böceklerin beyin yapılarının bizden farklı olması ve bu yüzden REM uykusunu gerçekleştirememelidir.


Deniz Memelilerinde Uyku


Deniz memelerinde uykuyu tanımlayabilmek için bildiğimiz ‘uyku’ anlamını biraz genişletmemiz gerekmektedir, çünkü bu canlıların çoğu (yunuslar ve balinalar) denizde yaşamalarına rağmen bizim gibi akciğerlere sahiptir ve nefes almaları gerekir. Kara memelilerinin aksine deniz memelilerinde nefes almak bilinçli bir durumdur, örneğin bir yunus her 20-30 dakikada bir yüzeye çıkıp nefes alması gerektiğini planlamak zorundadır, bu nefes alma zorunluluğu dolayısıyla deniz memelilerinde uyku çok ilgi çekici bir şekilde evrimleşmiştir.


Deniz memelisi denince ilk akla gelen canlılar olan yunuslar, yukarıdaki örnekte açıkladığım üzere belirli periyotlarla bilinçli olarak nefes almak zorundadırlar. Bu nedenle sürekli olarak uyanık olmaları gerekmektedir çünkü uyudukları takdirde nefes alma eylemini gerçekleştirecek bilinç düzeyinde olamayacaklardır ve boğulacaklardır. Hem bilinçlerinin sürekli açık olması gerekliliğini hem de beyinlerini dinlendirme zorunluluğunu yerine getirmek üzere yunuslar çok garip bir yola başvururlar. Beyinlerinin bir yarısını kapatırlarken diğer yarısıyla bilinçlerini açık tutarlar; böylece nefes alma, yüzme ve avcılardan kaçma gibi yaşamsal aktivitelerini devam ettirirler. Bir yarım küre 2-4 saat arasında uykuda kalmakta ardından uyku sırasını diğer yarım küreye devretmektedir ve bu şekilde 8 saat civarında beyin kürelerini dinlendirmektedirler. Bu uyku çeşidine USW (unihemispheric slow waves) denir ve insanlarda uykunun derin olduğu Non-REM fazına büyük oranda benzer. Yunuslar bu dinlenme halinde uykuda olan beyin yarım kürelerinin çaprazındaki gözü daima kapatırlar. Yani tek gözleri açık uyurlar. Yunuslarda USW hali genelde yüzerken gözlenmektedir ama bazen USW halindeyken yüzeye yakın yerlerde asılı kalmayı tercih ettikleri de olmaktadır. Bu davranışa su üzerinde yüzen bir kütüğü andırdığı için “logging” denmektedir.


Haydi bir adım daha ileri gidip farklı bir deniz memelisi olan deniz aslanları nasıl uyur onları inceleyelim. Deniz aslanları, yunusların aksine zamanlarının çoğunu karada geçirebilirler. Suya girdiklerinde ise en fazla 20 dakika kadar suyun altında nefessiz kalabilirler. Bu nedenle suda olduğu kadar karada da vakit geçirirler. Uykuları hem karada hem de suda geçmektedir. Deniz aslanlarının karadaki uykuları diğer kara memelileri gibidir. İki gözleri de kapalıdır, çevresel uyaranlara tepkiler azalmıştır ve REM ile Non-REM arasında dalgalanmalı döngüler gözlenmektedir. Sudaki uykuları da yunuslarınkine benzemektedir. Beyinlerinin bir yarım kürelerini kapatırlarken diğer yarım küreleriyle bilinçli davranışlarını sürdürürler ancak yunuslar beyinlerinin tek yarım küresiyle vücutlarının hem sağ hem de sol uzuvlarını kontrol edebilirlerken deniz aslanları beyinlerinin uyanık olan yarım küresiyle vücutlarının sadece bir tarafını (uyanık olan yarım kürenin zıt tarafı) kontrol edebilirler. Böylelikle vücutlarının bir yarılarını komple kullanamazlarken uyanık olan diğer yarılarıyla vücutlarına yön verirler. Deniz aslanlarının dinlendirici REM uykuları suda büyük oranda gerçekleşmemektedir ancak buna rağmen haftalarca süren göçlerden sonra karaya ulaştıklarında bile hiçbir şekilde uyku eksikliği ya da uyku yetersizliğine bağlı fonksiyon kaybı göstermemektedirler.

















Balıklarda Uyku


Günümüzde 30.000’den fazla balık türü olmasına rağmen üzerinde uykuya dair laboratuvar çalışması yapılan balık türü çeşidi 20’yi geçmemektedir. Bu çalışmaların bize gösterdiği sonuç ise balıkların, memeliler gibi bir uyku davranışı göstermediği ancak belirli periyotlarla dinlenmeleri gerektiğidir. Hatta yapılan bir çalışmaya göre dinlenme eksikliği (insandaki karşılığı uykusuzluk ya da insomnia) yaşayan zebra balıklarında çevredeki uyaranlara tepkisizlik ve duyarsızlık gözlenmiştir. Balıkların dinlenmesi de diğer birçok canlı gibi gün ışığına bağlıdır. Gün ışığı varlığında dinlenme aktivitelerini gerçekleştirememektedirler. Dinlenmek için derinlere ya da kaya diplerine gitmektedirler. Bazı balık türleri için ise sürekli bir ışık kaynağının bulunması dinlenme eksikliğine neden olur ve ölüme varabilecek ciddi bir stres oluşumuna yol açar.


Balıklar göz kapakları olmayan canlılardır. Göz kapakları canlının gözünü nemlendirmeye yaradığı için su altında yaşayan canlılarda bu organ evrimleşmemiştir. Yunuslarda ve balinalarda (deniz memelileri) göz kapaklarının olmasının sebebi bu canlıların karada yaşayan atalardan evrimleşerek suda yaşamaya adapte olmalarıdır.

Balıklarda dinlenme davranışı çok farklı şekillerde ve çok farklı mekanlarda gözlenmiştir. Genel olarak suyun dibine veya yüzeyine yakın yerlerde hareketsiz kaldıklarında dinlendiklerini söylemek mümkündür ancak bazı balık türleri dinlenmek için kendilerine özgü yöntemler geliştirmişlerdir. Kedi balıkları genelde kaya oyukları veya batık cisimlerin (tekne, ağaç vb.) içlerinde istirahat ederler. Papağan balıkları istirahat edecekleri zaman zemine yakın yerlerdeki kaya oluklarına çekilir ve kendi etraflarına mukustan (jelimsi) bir balon yaratır. Bu davranışı parazitleri ve diğer balıkları kendilerine yaklaştırmamak için sergiledikleri düşünülüyor. ‘Kayıp Balık Nemo’ filminden hatırlayacağınız palyaço balıkları ise dinlenmek için gün ışığının erişmediği mercanları seçmektedirler.


Çoğu insanın yanlış bildiği dogma bir bilgi de bütün köpek balıklarının yüzerken uyuduklarıdır. Köpek balıklarının soluk almaları için solungaçlarına sürekli bir su akımının olması gerekmektedir. Bu su akımı sağlanamazsa boğulmak köpek balıkları için kaçınılmazdır. Bu nedenle birkaç köpek balığı türü solungaçlarına su akımını sağlamak için sürekli yüzmek zorundadır ancak köpek balıklarının büyük bir kısmı ‘buccal pumping’ adı verilen bir yöntem uygular. Bu yöntemde yanakların yardımıyla ağza alınan su solungaçlara pompalanır, böylece solungaçlara gereken su akımı sağlanmış olur. Buccal pumping ile soluk alabilen köpek balıkları deniz zeminlerinde hareketsiz kalarak dinlenebilirler. Birkaç köpek balığı türü de ‘spiracles’ adı verilen küçük deliklerle su akımını sağlarlar.


Kara Memelilerinde Uyku


Dünya üzerinde yaşayan binlerce kara memelisi türü vardır. Bu kadar çeşitlilik olmasına rağmen üzerlerinde çalışma yürütülebilen türler kedi, köpek, rat veya maymun gibi evcilleştirilmiş türlerdir. Şu ana kadar üzerinde çalışılmış tüm kara memelerinde insanların uykusuna büyük oranda benzerlik gösteren ve REM ile Non-REM döngüleri olan uyku halleri gözlenmiştir. Tabi ki bu uyku döngüleri insanlarınkiyle birebir aynı değildir. Örneğin; insanlarda uykunun ilk ve en hafif fazı olan REM fazında duyusal uyarılma eşiği çok düşük olmasına karşın ratlarda REM fazında duyusal uyarılma eşiği çok yüksektir ve hafif uyaranlarla uyandırılamazlar. Bir başka örnek ise; insanların büyüme hormonu uykuda salgılanırken köpeklerin büyüme hormonu salgılaması için uyumaya ihtiyaçları olmamasıdır.


Zürafa ve fil gibi evcil olmayan kara memelilerinde ise uykunun fizyolojisini anlayabilmek için yapılan testler bize o hayvanların uyku halleri hakkında bilgi verse de çok güvenilir sonuçlar vermemektedirler, çünkü bu tür testlerin yapılması hayvanların diğer yırtıcı tehlikelerinden uzak olduğu, yiyecek arayışının bir zorunluluk olmadığı ve hayatta kalmak için herhangi bir rekabetin gerekmediği hayvanat bahçelerinde mümkündür. Oysa filler ve zürafalar vahşi doğada sürekli bir yırtıcı saldırısı riski altında ve haftalarca göç etme dürtüsü altında yaşarlar. Bu da bize vahşi doğada dinlendirici ve uzun bir uykunun mümkün olamayacağını onun yerine kısa süreli ve sığ uykuların olduğunu göstermektedir. Yani, vahşi doğadaki bir hayvan ile hayvanat bahçesinde konfor düzeyi yüksek olan bir hayvanın uyku döngüsü farklı olacaktır.