Sen jest zachowaniem wspólnym dla wszystkich zwierząt posiadających układ nerwowy, od parzydełkowców po człowieka. Aż do teraz nie wiedzieliśmy jednak, dlaczego – pomimo oczywistych zagrożeń, jakie niesie za sobą utrata czujności – wyewoluował u najprostszych organizmów oraz jakie kluczowe korzyści przynosi ich prymitywnym sieciom nerwowym. Nowe badanie sugeruje, że może chodzić o uszkodzenia DNA i stres komórkowy, które zdaniem badaczy mogły być pierwotnym czynnikiem napędzającym ewolucję snu.
Dlaczego śpimy? Odpowiedź tkwi w DNA
Zespół badawczy pod kierunkiem neurobiologa Liora Appelbauma z Uniwersytetu Bar-Ilan w Izraelu badał dwa pradawne gatunki parzydełkowców: meduzę Cassiopea andromeda i ukwiały Nematostella vectensis. Oba organizmy mają prosty układ nerwowy, ale pozbawione są ośrodka centralnego – mózgu.
Za pomocą kamer na podczerwień naukowcy śledzili ich dobowy rytm aktywności, symulując naturalny cykl 12 godzin światła i 12 godzin ciemności. Okazało się, że meduzy, które żyją w symbiozie z glonami, są najbardziej aktywne w dzień, śpią nocą, a w połowie dnia… zapadają w krótką drzemkę. Ukwiały natomiast mają rytm odwrotny – odpoczywają o świcie i ruszają w ruch, gdy zapada zmrok.
Osiem godzin snu wspólne dla ludzi i meduz
Aby upewnić się, że to prawdziwy sen, a nie zwykły spoczynek, badacze mierzyli reakcje zwierząt na takie bodźce, jak światło czy pożywienie. Meduzy uznawano za śpiące, gdy ich ciało wykonywało mniej niż 37 pulsacji na minutę przez co najmniej trzy minuty. Ukwiały, gdy pozostawały w bezruchu przez osiem minut lub dłużej. Wyniki zaskoczyły wszystkich – zarówno meduzy, jak i ukwiały, śpią ok. ośmiu godzin na dobę, czyli dokładnie tyle, ile przeciętny człowiek.
To fascynujące, że nawet organizmy bez mózgu spędzają jedną trzecią życia w stanie snu
Kluczowym celem badania było ustalenie, co powoduje potrzebę snu. Naukowcy wystawiali zwierzęta na promieniowanie UV i związki chemiczne uszkadzające DNA, a także delikatnie zakłócali ich sen, by sprawdzić reakcję organizmu. Okazało się, że podczas czuwania w komórkach rosła liczba uszkodzeń DNA, natomiast w czasie snu następowała ich naprawa. Gdy badacze nasilili stres komórkowy, zwierzęta spały dłużej, jakby ich ciało samo „włączało” tryb regeneracji.
Badacze podkreślają, że to całkowicie zmienia nasze rozumienie snu. Wynika z niego, że potrzeba odpoczynku jest uniwersalnym zjawiskiem biologicznym, wpisanym w życie – od najprostszych stworzeń sprzed setek milionów lat po współczesnego człowieka.
Sen ewoluował na długo przed pojawieniem się mózgu – to mechanizm naprawy komórek, a nie luksus świadomości
