Nici meduzele, nici anemonele de mare nu au creier, însă aceste animale dorm într-un mod surprinzător de asemănător cu cel al oamenilor, conform unui studiu publicat într-un număr recent al Nature Communications. Descoperirile susțin teoria conform căreia somnul a evoluat cel puțin parțial pentru a proteja ADN-ul neuronilor individuali, ajutând animalele să repare daunele acumulate în timpul stării de veghe.

"Celulele nervoase sunt foarte valoroase", spune coautorul studiului, Lior Appelbaum, neurocercetător molecular la Universitatea Bar-Ilan. "Ele nu se împart, trebuie păstrate intacte".

Studiile anterioare au arătat că meduzele intră într-o stare similară cu somnul, dar această cercetare este prima care descrie acest fenomen pentru anemonele de mare, și prima care detaliază tiparele de somn ale ambelor creaturi. "De fiecare dată când cineva adaugă o nouă specie pe lista speciilor care dorm, este un pas înainte foarte important în domeniul științei", adaugă Chiara Cirelli, cercetător în domeniul somnului la Universitatea din Wisconsin-Madison.

Somnul este o stare riscantă pentru animale. Le face vulnerabile în fața prădătorilor și a amenințărilor din mediul înconjurător, și reduce timpul pe care l-ar putea petrece hrănindu-se, împerecheându-se sau îngrijindu-și tinerii. Există un consens larg între experți cu privire la faptul că somnul are o funcție biologică fundamentală, deoarece evoluția l-a păstrat la toate animalele cu sistem nervos, cel puțin cele studiate până acum.

Ideea că somnul precedează evoluția sistemului nervos central a început să câștige teren în 2017, când Ravi Nath, în prezent neurocercetător postdoctoral la Universitatea Stanford, și colegii săi au demonstrat pentru prima dată o stare asemănătoare somnului la meduze. "Avem dovezi calitative că somnul a apărut odată cu neuronii", spune Nath. "Probabil că are o funcție de bază, dar fiecare specie a adaptat-o la propriile nevoi".

Cel mai recent studiu se bazează pe această perspectivă, definind mai precis somnul, și analizând care ar putea fi efectele sale la nivel celular la animalele cu neuroni, dar fără creier. Appelbaum și colegii săi au descoperit atât în laborator, cât și în habitatul său natural din Key Largo Florida, că la fel ca oamenii, meduza (Cassiopea andromeda) care trăiește la sol, doarme aproximativ opt ore pe zi. Cea mai mare parte a somnului are loc noaptea, dar meduza trage și un pui de somn scurt după-amiaza. Echipa a studiat în laborator și stridia stelată (Nematostella vectensis) și a caracterizat pentru prima dată somnul unui trandafir de mare. Membrii speciilor studiate dorm aproximativ o treime din zi, deși odihna tinde să fie concentrată în jurul zorilor.

Se crede că neuronii au apărut pentru prima dată cu sute de milioane de ani în urmă în metazoarele bazale, animale timpurii precum meduzele și leii de mare moderni, care aveau o rețea difuză de neuroni, dar nu și un sistem nervos central. În experimentele efectuate pe meduze și trandafiri de mare, echipa lui Appelbaum a constatat în mod constant că deteriorarea ADN-ului neuronilor a crescut în timpul stării de veghe și a scăzut în timpul somnului. Atunci când echipa a provocat deteriorarea ADN-ului cu ajutorul radiațiilor ultraviolete, animalele au răspuns prin a dormi mai mult. Cercetătorii au concluzionat că în timp ce animalele sunt trezi, deteriorarea ADN-ului depășește repararea, iar somnul oferă o oportunitate specială pentru întreținerea eficientă a celulelor respective.

Cercetarea lui Cirelli este foarte amănunțită, dar evidențiază o limitare: îi lipsește un grup de control de animale ținute ]n veghe, după ce au fost induse leziuni ADN. Deși propriile sale studii arată că somnul accelerează repararea ADN-ului, Cirelli sugerează că reparația este activă și în veghe, când nu învață activ. Propriile sale rezultate sugerează că somnul poate avea alte motoare evolutive puternice, cum ar fi reducerea puterii conexiunilor dintre neuroni care se consolidează în timpul zilei. Acest lucru economisește energie, restabilește capacitatea animalelor de a învăța, și ajută la consolidarea amintirilor, spune Cirelli.

Descifrarea evoluției somnului poate ajuta la clarificarea legăturilor dintre privarea de somn și bolile neurodegenerative, precum și a unor fenomene precum somnul local - atunci când regiuni mici ale creierului uman se închid pentru perioade scurte în timpul stării de veghe. "La om, somnul susține învățarea și memoria, dar poate contribui și la menținerea anumitor neuroni", spune Cirelli. Echipa sa intenționează să investigheze aceste întrebări la alte animale, cum ar fi bureții și cintezele zebră, care au creiere cu caracteristici importante similare cu ale noastre.