Медузы спят так же, как и мы, и это может объяснить происхождение сна

Даже бескостному, желеобразному мешку без выделенного анального отверстия и мозга необходим полноценный сон, как показало новое исследование ученых из Университета Бар-Илан в Израиле. Медузы, как и мы, спят треть каждого дня, несмотря на поразительно отличающуюся физиологию. Результаты данного исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Это позволяет предположить, что происхождение сна чрезвычайно древнее, поскольку предки человека отделились от типа медуз (Cnidaria) около миллиарда лет назад.

У книдарий отсутствует централизованный мозг. Вместо этого у них есть нейронные сети, пронизывающие всё тело. Несмотря на такое простое строение нервной системы, этих обитателей водной среды наблюдали спящими, подобно животным, обладающим нервной системой.

Однако период неподвижности и снижения активности сопряжен с рисками.

«Эволюция сна сопровождалась серьезными компромиссами в плане приспособленности, такими как снижение осведомленности об окружающей среде и уязвимость перед хищниками», — объясняют хронобиолог Рафаэль Агильон и его коллеги в своей статье.

Однако медузы, как и люди, обычно спят всю ночь и даже дремлют около полудня. Между тем, их близкий родственник, морская анемона, спит ночью, в течение дня. Следовательно, сон должен приносить существенную пользу, которая компенсирует риски.

У образцов перевернутой медузы (Cassiopea andromeda) и морской анемоны Nematostella vectensis наблюдалось увеличение повреждения ДНК нейронов при недостатке сна, что исследователи наблюдали как в лабораторных, так и в естественных условиях.

Более того, если внешняя среда вызывала повышенное повреждение ДНК нейронов, оба вида книдарий спали больше. Полученные результаты позволяют предположить, что сон, возможно, эволюционировал как способ защиты клеток от повреждений.

При лечении мелатонином животные стали больше спать, и, как следствие, уменьшилось повреждение ДНК. Исследователи предполагают, что книдарии используют систему выработки мелатонина, подобную нашей, для синхронизации своих циклов сна с циклами дневного света.

«Недостаток сна, ультрафиолетовое излучение и мутагены усиливали повреждение ДНК нейронов и потребность во сне», — пишут исследователи. «Спонтанный и искусственно вызванный сон способствовали стабильности генома».

Таким образом, даже простым нейронным системам необходим отдых, чтобы уменьшить неизбежное повреждение ДНК, сопровождающее бодрствование.

«В состоянии бодрствования баланс между повреждением и восстановлением ДНК недостаточен, а сон обеспечивает период консолидации для эффективного поддержания целостности отдельных нейронов», — предполагают Агильон, Хардуф и их команда. «Эти результаты позволяют предположить, что повреждение ДНК и клеточный стресс в простых нервных сетях могли способствовать эволюции сна».