Сон без мозга: как медузы опровергли представления о сне

Долгое время считалось, что сон невозможен без развитого мозга. Однако новое исследование показало: даже древнейшие морские существа с примитивной нервной системой спят по строгому распорядку, включая ночной отдых и дневные «тихие часы».

Сон там, где нет мозга

Медузы и морские анемоны относятся к числу самых древних многоклеточных животных на планете. У них нет мозга в привычном смысле — только рассеянная нервная сеть. Тем удивительнее оказалось открытие: эти существа не просто отдыхают, а действительно спят, следуя суточным ритмам, очень похожим на человеческие.

Исследование, опубликованное в научном журнале Nature Communications, показало, что медузы и актинии проводят во сне около трети суток. Это примерно столько же, сколько в среднем спит человек. Более того, некоторые медузы делают короткие дневные паузы, напоминающие послеобеденный сон.

Как определить сон у медузы

Главная сложность заключалась в том, чтобы отличить настоящий сон от простого покоя. Учёные наблюдали за перевёрнутыми медузами Cassiopea andromeda и морскими анемонами Nematostella vectensis с помощью инфракрасных камер и систем отслеживания движений.

В качестве критериев сна использовались замедление активности и снижение реакции на внешние раздражители. Для медуз признаком сна считалось сокращение количества пульсаций до определённого уровня на протяжении нескольких минут. У анемонов фиксировались длительные периоды неподвижности.

Дополнительно проверялось, как быстро животные реагируют на свет или пищу во время таких периодов. Во «сне» реакция заметно замедлялась, что является одним из ключевых признаков настоящего сна у животных.

Дневная активность и ночной отдых

Режим сна оказался разным у разных видов. Медузы, живущие в симбиозе с фотосинтезирующими водорослями, были наиболее активны днём и спали преимущественно ночью, иногда делая короткие перерывы днём. Морские анемоны, напротив, проявляли большую активность в тёмное время суток, а спали чаще под утро.

При этом общее время сна у обоих видов оставалось удивительно стабильным — около восьми часов в сутки. Это сходство с человеческим режимом сна стало одним из самых неожиданных выводов работы.

Зачем нужен сон без мозга

Чтобы понять, зачем таким примитивным организмам сон, исследователи обратились к клеточным процессам. Ранее было известно, что у рыб и других животных сон связан с восстановлением повреждений ДНК в нервных клетках.

В ходе экспериментов медуз и анемонов подвергали воздействию ультрафиолета и веществ, вызывающих повреждения ДНК, а также искусственно лишали сна с помощью слабых потоков воды. Результат оказался однозначным: во время бодрствования уровень повреждений накапливался, а во время сна снижался.

Когда уровень клеточного стресса возрастал, животные начинали спать дольше. Это указывает на то, что сон выполняет фундаментальную функцию — восстановление и обслуживание клеток, а не только обработку информации, как считалось раньше.

Сон как древнейший механизм выживания

Открытие ставит под сомнение представление о сне как о привилегии существ с развитым мозгом. Напротив, сон, по-видимому, возник на самых ранних этапах эволюции жизни и был необходим ещё до появления сложных органов и поведения.

Парадокс сна — состояние уязвимости и сниженной реакции — становится более понятным, если рассматривать его как обязательный этап клеточного «ремонта». Даже риск быть съеденным оказался менее значимым, чем последствия отказа от сна.

Фотолента по теме на LifeGlobe.net: Самые красивые медузы в мире

Интересный факт

Некоторые медузы, лишённые сна на протяжении нескольких дней, начинают «компенсировать» недосып, увеличивая продолжительность последующего сна — почти так же, как это происходит у людей после бессонных ночей.