25.09.2017

Медуза Кассиопея умеет спать за счет нервных клеток на теле

Ученые из Калифорнийского технологического института установили, что одни из самых древних и примитивных животных, медузы Кассиопеи, нуждаются в ночном отдыхе — поведении, похожем на сон у более сложных животных.

Эксперимент бросает вызов современным представлениям о сне и бодрствовании животных. Было давно за полночь, когда аспиранты Калифорнийского технологического института Майкл Абрамс, Клэр Бэдрук и Рави Нат пробрались в университетскую лабораторию, чтобы провести эксперимент с медузами. Аспиранты действовали предельно тихо и осторожно — они даже не включали свет, а использовали мобильные телефоны в качестве фонарей. Не то чтобы эксперимент был незаконный или запрещенный — его вполне можно было провести при свете дня, но ребята хотели сделать это без указаний своего научного руководителя, а так, как сами считают нужным.

«Когда ты начинаешь работать над чем-то совершенно безумным, лучше сначала получить данные, а уже потом рассказывать всем», — сказал один из авторов эксперимента Майкл Абрамс. Под «совершенным безумием» Абрамс имел в виду эксперимент, цель которого — выяснить, может ли медуза спать.

Идея эксперимента появилась за чашкой кофе. «Разумеется, она не спит!» — Клер Бэдрук парировала аргументы Абрамса и Ната. Хотя ученые до сих пор не до конца понимают, зачем вообще животные спят, доказано, что сон — сложный комплексный процесс, требующий консолидации памяти и чередования фаз быстрого и медленного сна в мозге. Медузы настолько примитивны, что у них нет даже мозга! Невозможно, чтобы их организм был способен на такую сложную вещь, как сон. «Давайте все же протестируем», — почти в шутку предложил Рави Нат.

После месяца тайных ночных экспериментов Клэр Бедрук не была так уж уверена в том, что медузы не спят. Напротив, в статье в журнале Current Biology Бэдрук, Абрамс и Нат сообщают, что обнаружили похожее на сон поведение у медузы Кассиопеи, первого в истории науки животного, способного спасть при отсутствии головного мозга. Результаты эксперимента предполагают, что сон имеет более древние эволюционные корни и появился на самых ранних этапах развития животной жизни на Земле.

Вместо мозга у медуз есть сеть нервных клеток, разбросанных по всему телу. Стрекающие кишечнополостные — группа, к которой относятся медузы, — появились на Земле 700 миллионов лет назад. Эти животные — одни из самых древних на планете (многое в них еще похоже на растения), поэтому изучить их способность ко сну было особенно интересным вызовом.

В ходе эксперимента аспиранты тестировали три характеристики, обозначающие сон. Первая — обратимая неподвижность. Другими словами, медузы становились неактивными, но при этом не были парализованы или в коме. По ночам двигательная активность медуз снижалась на 30 процентов, но когда в аквариуме появлялась еда, прежняя активность медуз восстанавливалась. Второе — повышенный порог внимания. То есть, чтобы привлечь внимание медузы, требуется больше усилий, чем обычно. Медузу нужно «разбудить». И третье — у медузы должна быть биологическая потребность спать. Причем, если эта потребность не удовлетворяется, медузы должны, так или иначе, страдать.

Медузы не пишут научные диссертации, которые не дают им спать по ночам. Поэтому, чтобы проверить, будут ли животные страдать от отсутствия сна, аспиранты настроили пульсацию воды в аквариуме каждые 20 минут. Утром бедные создания двигались с трудом, а следующей ночью погружались в более глубокий сон, чтобы восстановить упущенное.

Научная группа уже планирует новые эксперименты с медузами и другими животными. Большая цель — раскрыть так называемый парадокс сна. Наука до сих пор не знает, зачем нужен сон: с эволюционной точки зрения, это бесполезное поведение. «Подумайте, если вы засыпаете, когда вокруг хищники, — вам конец. Если рядом с вами пробегает еда, вы остаетесь голодным. Если проходит потенциальный партнер для размножения, вы упускаете возможность для размножения и не передаете свои гены», — рассказал один из авторов эксперимента Рави Нат. Тем не менее, жизнь без сна невозможна, поэтому сон требует более детального изучения.

Анна Медведева

Источники:

1. agroxxi.ru