Nie mają oczu ani mózgów, ale śpią (i drzemią!) jak ludzie. Nowe badanie całkowicie zmienia wiedzę o tych zwierzętach

Najnowsze badanie opublikowane w czasopiśmie „Nature Communications” rzuca nowe światło na ewolucyjne korzenie odpoczynku, wykazując, że nawet stworzenia pozbawione mózgów, takie jak meduzy i ukwiały, wykazują wzorce snu uderzająco podobne do ludzkich. Odkrycie to potwierdza teorię, że sen powstał głównie w celu ochrony DNA w komórkach nerwowych oraz naprawy uszkodzeń powstałych w czasie czuwania.

Brak mózgu? Nie szkodzi, sen i tak jest potrzebny

Choć meduzy i ukwiały nie posiadają mózgów, dysponują rozproszonymi sieciami neuronów. Jak zauważa współautor przełomowego badania, Lior Appelbaum, neurony są komórkami wyjątkowo cennymi, ponieważ nie ulegają podziałom. Muszą być utrzymane w nienaruszonym stanie przez całe życie organizmu. Badania przeprowadzone na gatunku meduzy Cassiopea andromeda oraz ukwiale Nematostella vectensis po raz pierwszy szczegółowo opisują ich cykle dobowe.

Wzorce snu u prymitywnych stworzeń morskich

Naukowcy odkryli, że meduzy Cassiopea andromeda sypiają około ośmiu godzin dziennie, głównie w nocy, choć zaobserwowano u nich także krótkie drzemki w południe. Z kolei ukwiały Nematostella vectensis poświęcają na spoczynek około jednej trzeciej doby, głównie w okolicach świtu.

Fakt, że sen występuje u tak prymitywnych ewolucyjnie zwierząt sugeruje, iż pojawił się on już setki milionów lat temu, równolegle z wykształceniem się pierwszych neuronów. Innymi słowy – zwierzęta zaczęły spać już wtedy, kiedy jeszcze nie miały mózgów.

Naprawa DNA podstawową funkcją snu?

Z ewolucyjnego punktu widzenia sen jest stanem ryzykownym, czyniącym zwierzę podatnym na ataki drapieżników i ograniczającym czas na zdobywanie pokarmu czy rozmnażanie. Dlaczego więc natura zdecydowała się na upowszechnienie tej niebezpiecznej czynności? Powszechność snu w świecie zwierząt sugeruje istnienie fundamentalnej funkcji biologicznej.

Zespół Liora Appelbauma wykazał, że podczas czuwania uszkodzenia DNA w neuronach narastają, natomiast w trakcie snu ich poziom drastycznie spada. Dowiedziono tego w eksperymentach, w których sztucznie wywołane promieniowaniem UV uszkodzenia zmuszały zwierzęta do dłuższego snu. To dowodzi, że podczas snu zachodzi „komórkowa konserwacja”.

Wady nowego badania

Mimo obiecujących wyników, niektórzy badacze (m.in. Chiara Cirelli z Uniwersytetu Wisconsin) wskazują na pewne ograniczenia, np. brak grupy kontrolnej utrzymywanej w stanie czuwania po ekspozycji na UV. Cirelli sugeruje, że funkcje snu u badanych zwierząt mogą być inne, np. osłabiać połączenia synaptyczne w celu oszczędzania energii i konsolidacji pamięci.

Zrozumienie tych mechanizmów u prostych organizmów może pomóc w leczeniu ludzkich chorób neurodegeneracyjnych oraz wyjaśnieniu zjawiska „snu lokalnego”, w którym fragmenty mózgu wyłączają się na krótką chwilę w ciągu dnia. W przyszłości naukowcy planują zbadać gąbki, które nie posiadają nawet układu nerwowego, by sprawdzić, jak głęboko sięga historia snu u zwierząt.

To kolejne odkrycie przesuwające historię ewolucji snu. Pod koniec 2025 roku francuscy naukowcy odkryli prastary rytm snu, wspólny dla ludzi i gadów.

Źródło: Nature