Sem a medúzák, sem a tengerirózsák nem rendelkeznek aggyal, ezek az állatok ennek ellenére meglepően hasonló módon alszanak, mint az emberek, derül ki a Nature Communications új számában megjelent egyik tanulmányból. Az eredmények alátámasztják azt az elméletet, miszerint az alvás legalább részben az egyes idegsejtek DNS-ének védelme érdekében alakult ki, segítve az állatok ébrenléte alatt felhalmozódott károsodások helyreállítását.
„Az idegsejtek nagyon értékesek” – mondja a tanulmány társszerzője, Lior Appelbaum, a Bar-Ilan Egyetem molekuláris idegtudósa. „Nem osztódnak, ezért sértetlenül meg kell őrizni őket.”
Korábbi vizsgálatok már kimutatták, hogy a medúzák az alváshoz hasonló állapotba kerülnek, de ez a kutatás az első, amely leírja ezt a jelenséget a tengerirózsák kapcsán is, és az első, amely részletesen bemutatja mindkét élőlény alvási szokásait. „Minden alkalommal, amikor valaki új fajokat ad hozzá az alvó fajok listájához, nagyon fontos lépés történik a tudományterületen” – teszi hozzá Chiara Cirelli, a Wisconsin–Madison Egyetem alváskutatója.
Az alvás kockázatos állapot az állatok számára. Sebezhetővé teszi őket a ragadozókkal és a környezeti veszélyekkel szemben, és csökkenti az időt, amelyet egyébként táplálkozásra, párzásra vagy az utódok gondozására fordíthatnának. A szakértők széles körben egyetértenek abban, hogy az alvásnak alapvető biológiai funkciója van, mert az evolúció minden eddig vizsgált idegrendszerrel rendelkező állatnál megőrizte.
Az az elképzelés, hogy az alvás valójában megelőzte a központi idegrendszer evolúcióját, 2017-ben kezdett nyert terni, amikor Ravi Nath, jelenleg a Stanford Egyetem posztdoktori idegkutatója, és kollégái elsőként mutattak ki az alváshoz hasonló állapotot a medúzáknál. „Minőségi bizonyítékaink vannak arra, hogy az alvás az idegsejtekkel együtt jelent meg” – mondja Nath. „Valószínűleg van egy alapvető funkciója, de minden faj a saját igényeihez igazította.”
A legújabb vizsgálat erre a felismerésre épít, pontosabban meghatározza az alvást, és azt vizsgálja, milyen hatása lehet sejtek szintjén az idegsejtekkel rendelkező, de agy nélküli állatokban. Appelbaum és kollégái mind a laboratóriumban, mind a floridai Key Largo természetes élőhelyén úgy találták, hogy az emberhez hasonlóan a talajlakó medúza (Cassiopea andromeda) is körülbelül nyolc órát alszik naponta. Az alvás nagy része éjszaka történik, de a medúza délután is tart egy rövid szunyókálást. A csapat a laboratóriumban a csillagkökörcsint (Nematostella vectensis) is tanulmányozta, és először jellemezte egy tengerirózsa alvását. A vizsgált faj tagjai is a nap körülbelül egyharmadában aludtak, bár a pihenés inkább hajnal környékére koncentrálódott.
A neuronok feltehetően több száz millió évvel ezelőtt jelentek meg először a bazális metazoákban, a modern medúzákhoz és tengerirózsákhoz hasonló korai állatokban, amelyekben neuronok diffúz hálózata volt megtalálható, de nem volt központi idegrendszerük. A medúzákon és a tengerirózsákon végzett kísérletek során Appelbaum csapata következetesen azt találta, hogy a neuronok DNS-károsodása ébrenlét alatt növekedett, alvás alatt pedig csökkent. Amikor a csapat ultraibolya sugárzással DNS-károsodást okozott, az állatok erre több alvással reagáltak. A kutatók arra jutottak, hogy míg az állatok ébren vannak, a DNS-károsodás meghaladja a javítás mértékét, míg az alvás egy speciális lehetőséget kínál a sejtek hatékony karbantartására.
Cirelli kutatás nagyon alapos, de egy korlátot kiemel: hiányzik egy kontrollcsoport, amelynek állatait ébren tartották volna a DNS-károsodás kiváltása után. Bár saját vizsgálatai azt mutatják, hogy az alvás felgyorsítja a DNS-javítást, Cirelli szerint hasonló javítás történhet az állatok ébrenlétében is, ha azok éppen nem tanulnak aktívan. Saját eredményei továbbá azt sugallják, hogy az alvásnak más erős evolúciós hajtóerői is vannak, például csökkenthetik a neuronok közötti kapcsolatok erősségét, amelyek a nap folyamán erősödnek. Ez energiát takarít meg, helyreállítja az állatok tanulási képességét és segít az emlékek megszilárdításában, állítja Cirelli.
Az alvás evolúciójának megfejtése segíthet megvilágítani az alváshiány és a neurodegeneratív betegségek közötti összefüggéseket, valamint olyan jelenségeket, mint a helyi alvás – amikor az emberi agy kis régiói ébrenlét közben rövid időre kikapcsolnak. „Az embereknél az alvás támogatja a tanulást és a memória működését, de lehet, hogy bizonyos idegsejtek fenntartását is segíti” – mondja Cirelli. Csapata most azt tervezi, hogy ezeket a kérdéseket más állatokon, például idegrendszerrel nem rendelkező szivacsokon és zebradániókon vizsgálja, amelyek agya fontos jellemzőiben hasonlít a miénkhez.
