Sen jest niezbędny dla dużej części przedstawicieli królestwa zwierząt – przypomnieli badacze z Hiszpańskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych. W nocy uruchamiane są mechanizmy naprawy neuronów i różnych tkanek, które pomagają organizmowi zregenerować się po codziennej aktywności.
Koralowce „śpią”. Tak odbudowują DNA
Choć jest to ryzykowny proces, bo śpiące organizmy są bardziej narażone na atak drapieżników, to zjawisko snu występuje nawet u bezkręgowców.
Do tej pory nie było jednak wiadomo, czy inne, bardziej pierwotne grupy organizmów pozbawione neuronów, takie jak koralowce, wykazują jakąkolwiek formę nocnego odpoczynku. Badanie opisane na łamach magazynu „Cell Host & Microbe” pokazało, że nocą także koralowce śpią.
Według badaczy wskazuje to, że sen jest wyraźnie starszym mechanizmem ewolucyjnym, niż dotąd sądzono – już miliardy lat temu mógł odgrywać istotną rolę w utrzymywaniu równowagi w relacjach między gospodarzem a mikroorganizmami.
Badania przeprowadzono na żywej rafie koralowej u wybrzeży wyspy Curaçao na Morzu Karaibskim, na koralowcu Pseudodiploria strigosa, w którym żyje symbiotyczny glon Breviolum. W czasie regularnych nurkowań badacze analizowali te organizmy za dnia i nocą.
P. strigosa śpi przez jedną trzecią doby, podobnie jak ludzie, a cykl dnia i nocy reguluje jego zegar biologiczny, zwany rytmem dobowym
Gdy zapada ciemność, koralowce uruchamiają mechanizmy naprawy DNA uszkodzonego w ciągu dnia.
W świetle dziennym ich symbionty przeprowadzają fotosyntezę wewnątrz komórek koralowca. W jej wyniku powstaje odżywcza materia organiczna, ale jednocześnie wytwarzane są reaktywne formy tlenu, mogące uszkadzać zarówno tkanki, jak i materiał genetyczny gospodarza.
W czasie snu koralowca zamieszkujące go glony pozostają aktywne, choć ze względu na brak światła nie prowadzą już fotosyntezy. Bez snu symbioza koralowców z glonami byłaby więc dla nich toksyczna – zauważyli badacze.
„Możliwe, że te mikroorganizmy zostały uwięzione wewnątrz komórek koralowców miliardy lat temu i że ten kontakt doprowadził do powstania relacji obopólnie korzystnej. Jednak takie związki nie są intencjonalne i jeśli są utrzymywane, to dzięki pewnym mechanizmom kontroli i równowagi” – dodał kierujący pracami Javier del Campo.
Według naukowców odkrycie może pomóc w kształtowaniu strategii odbudowy raf, polegających na hodowli koralowców poza ich naturalnym środowiskiem i ich późniejszym ponownym wprowadzaniu do oceanu. „Teraz lepiej rozumiemy fizjologię koralowców, wielkich architektów ekosystemów morskich” – uważa dr Weiler.
Badanie może również pomóc ustalić, w jaki sposób mikroorganizmy wpływają na reakcję tych zwierząt na zmianę klimatu. Jednocześnie potwierdza, że sen jest pradawnym mechanizmem obecnym już u pierwszych zwierząt miliardy lat temu i że służy naprawie DNA oraz tkanek uszkadzanych w trakcie codziennej aktywności.
Często myślimy, że tylko zwierzęta posiadające mózg muszą spać, ale wszystkie istoty żywe w jakiś sposób muszą się regenerować. Ustanowienie wewnętrznego rytmu, który to umożliwia, jest bardzo starą i niezwykle skuteczną strategią ewolucyjną
