Sen ewoluował wcześniej niż mózg – dowodzą badania

Nasze mózgi potrzebują snu, aby działać prawidłowo. Ale okazuje się, że nie potrzebujesz mózgu do snu.

W nowym badaniu naukowcy zidentyfikowali stan przypominający sen u małego słodkowodnego zwierzęcia zwanego hydrą (stułbia), które ma prostą anatomię i nie ma mózgu.

„Mamy teraz mocne dowody na to, że zwierzęta musiały nabyć potrzebę snu przed nabyciem mózgu” – powiedział w oświadczeniu główny autor badania, Taichi Q. Itoh, adiunkt na Uniwersytecie Kyushu w Japonii.

Badanie, niedawno opublikowane w czasopiśmie Science Advances, ma wpływ na nasze zrozumienie przyczyny ewolucji potrzeby snu.

Sen jest niemal powszechny w królestwie zwierząt, obserwowany u ludzi i wszystkich ssaków, a także u owadów, a nawet u glist. Jednak wszystkie te stworzenia mają jakąś formę ośrodkowego układu nerwowego lub mózgu, więc naukowcy nie wiedzieli, czy ewolucja snu poprzedza ewolucję mózgu, czy odwrotnie.

Meduza, krewna hydr, która również nie ma mózgu, również wykazała zachowanie przypominające sen. Ale nowe badanie uzupełnia te odkrycia, pokazując, że hydry nie tylko śpią, ale także reagują na te same cząsteczki, które regulują sen u ludzi i innych zaawansowanych zwierząt.

„Na podstawie naszych ustaleń i wcześniejszych raportów dotyczących meduz możemy powiedzieć, że ewolucja snu jest niezależna od ewolucji mózgu” – powiedział Itoh.

Do badań naukowcy wykorzystali system nagrywania wideo do monitorowania ruchu hydr i określania, czy weszły one w stan przypominający sen, czy też w stan ograniczonego ruchu, który może zostać zakłócony przez latarkę.

Odkryli, że hydry miały cykle aktywności i stanów snu, które trwały około czterech godzin.

Co więcej, zaburzenie stanu snu hydr, wibracjami lub zmianami temperatury, powodowało oznaki braku snu – na przykład hydry musiały później spać dłużej i wykazywały zmniejszony wzrost komórek.

Naukowcy wystawili również hydry na działanie substancji chemicznych zaangażowanych w regulację snu u ludzi, w tym melatoniny i neuroprzekaźnika lub substancji chemicznej mózgu zwanej GABA. Ekspozycja na oba te substancje zwiększała ilość snu u hydr.

Jednak dopamina chemiczna, która działa pobudzająco na wiele zwierząt, sprzyjała zasypianiu u hydr. Wydaje się, „że niektóre mechanizmy snu zostały zachowane, inne mogły zmienić funkcje podczas ewolucji mózgu” – powiedział Itoh.

Autorzy odkryli również, że gdy pozbawili hydry snu, nastąpiły zmiany w ekspresji ponad 200 genów, w tym niektórych zaangażowanych w regulację snu u innych zwierząt.

Podsumowując, „eksperymenty te dostarczają mocnych dowodów na to, że zwierzęta nabyły mechanizmów związanych ze snem przed ewolucyjnym rozwojem ośrodkowego układu nerwowego i że wiele z tych mechanizmów zostało zachowanych w miarę ewolucji mózgu” – powiedział Itoh.

Źródło: Rachael Rettner

A sleep-like state in Hydra unravels conserved sleep mechanisms during the evolutionary development of the central nervous system

Which came first, sleep or the brain?

Zdjęcie: Taichi Q. Itoh, Kyushu University

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x