Nova studija pokazuje da naopaka meduza (Cassiopea) i morska anemona zvezdica (Nematostella) spavaju oko trećine dana (~8 sati). Istraživanje, objavljeno u Nature Communications, povezuje san sa oštećenjem DNK: nivo oštećenja raste tokom budnog stanja i pri uskraćivanju sna, a opada tokom sna ili nakon davanja melatonina. Povezanost je dvosmerna — više DNK oštećenja podstiče duži san, a san smanjuje oštećenje, što sugeriše evolutivnu ulogu sna u zaštiti nervnog tkiva.
Duboki evolutivni koreni sna: šta naopaka meduza i morska anemona otkrivaju o poreklu odmora
Lead image: Minakryn Ruslan / Shutterstock
Spavanje je rizično — dok spavamo naši odbrambeni mehanizmi slabe i postajemo ranjiviji na predatore i druge pretnje. Ipak, većina živih bića praktikuje odmor: životinje, insekti, pa čak i mnoge biljne vrste. Zašto je san evoluirao i koja mu je prvobitna funkcija dugo je bio nerazrešeni misterij.
Studija i njen značaj
Tim izraelskih naučnika istražio je ovu zagonetku proučavajući dve arhaične vrste iz grupe žarnjaka (Cnidaria): Cassiopea andromeda — poznatu kao naopaka meduza — i Nematostella vectensis — morsku anemonu zvezdicu. Obe vrste su među najstarijim životinjama na Zemlji, a istraživanje objavljeno u časopisu Nature Communications daje dokaze da san kod ovih jednostavnih bića ima jasno merljive karakteristike i da je povezan sa oštećenjem DNK.
Kako su definisali "san" kod ovih životinja
Pošto ova stvorenja nemaju mozak u klasičnom smislu, već koriste nervne mreže za koordinaciju aktivnosti, istraživači su prvo morali da uspostave jasne kriterijume za spavanje. Za naopaku meduzu utvrdili su da se stanje sna može opisati kao manje od 37 pulsa pipaka u minutu tokom najmanje 3 minuta, uz usporene reakcije na svetlo. Za morsku anemonu koristili su infracrvenu kameru i svetlosne/hranidbene stimuluse; anemona se smatra uspavanom ako je troma najmanje 8 minuta i pokazuje relativnu ravnodušnost prema svetlu i hrani.
Glavni nalazi
Korišćenjem ovih kriterijuma, naučnici su utvrdili da obe vrste provode oko trećine dana u stanju mirovanja — što u ljudskim terminima odgovara približno 8 sati. Rasporedi spavanja reagovali su na uskraćivanje sna, promenjeno osvetljenje i cirkadijalne signale.
Nadalje, davanje melatonina — hormona povezanog sa regulacijom sna — povećalo je trajanje sna u periodima kada su životinje obično bile aktivne, dok je imalo mali efekat tokom njihove normalne faze odmora. Melatonin je takođe umanjio oštećenje DNK u periodima kada su životinje inače bile budne.
Veza između sna i oštećenja DNK
Istraživači su merili nivo oštećenja DNK u različitim uslovima i zabeležili da oštećenje raste tokom budnog stanja i pojačava se ako životinje budu uskraćene za san. Suprotno tome, oštećenje DNK opada tokom sna i nakon oporavka spavanjem.
Najvažniji nalaz je da su povećana oštećenja DNK indukovala produženje sna: izlaganjem životinja određenim hemikalijama i frekvencijama svetla izazvano je dodatno oštećenje DNK, posle čega su životinje duže spavale i nivo oštećenja se smanjivao. Odnos je delovao obostrano — više oštećenja dovodilo je do više sna, a više sna smanjivalo je oštećenje DNK.
Zaključak i implikacije
Ovi rezultati podržavaju hipotezu da je jedna od prvobitnih uloga sna bila zaštita i oporavak nervnog tkiva od oštećenja koja se akumuliraju tokom aktivnosti. Pošto su žarnjaci evolutivno veoma stari i jednostavni, nalaz ukazuje da je veza između sna i popravke DNK duboko ukorenjena u evoluciji životnih oblika.
Izvor: Istraživanje objavljeno u Nature Communications, ujedno predstavljeno i u popularnoj obradi u Nautilus.
Pomozite nam da budemo bolji.
