Медузы спят так же, как и люди – ученые объяснят происхождение сна

Группа исследователей из Университета Бар-Илан, расположенного в Израиле, провела серию экспериментов, результаты которых были опубликованы в журнале Nature Communications. В процессе работы учёные выяснили, что медузы, лишённые мозга и анального отверстия, также нуждаются в полноценном сне.

Оказалось, что медузы вида Cassiopea andromeda проводят около трети суток в состоянии сна. Это открытие подчёркивает, что сон является древним биологическим процессом, который появился задолго до появления человека, так как общий предок человека и медуз жил около миллиарда лет назад.

Несмотря на отсутствие централизованного мозга, медузы обладают нервной системой, состоящей из децентрализованных нейронных сетей, распределённых по всему телу. Однако даже такие простые организмы нуждаются в отдыхе.

Хронобиологи Рафаэль Агильон и его коллеги отметили, что сон сопряжён с определёнными рисками, так как снижает уровень бдительности и может делать организм уязвимым для хищников. Тем не менее, большинство медуз и людей предпочитают спать в ночное время, а некоторые виды, такие как морская анемона Nematostella vectensis, активны днём.

В ходе исследования учёные изучали влияние недосыпания на повреждение ДНК нейронов у медуз и морских анемон. Результаты показали, что недостаток сна приводит к увеличению уровня повреждения ДНК. Это было подтверждено как в лабораторных условиях, так и в естественной среде обитания.

Учёные также обнаружили, что при воздействии факторов, способствующих повреждению ДНК, таких как ультрафиолетовое излучение и мутагены, медузы и морские анемоны увеличивают продолжительность сна. Это позволяет предположить, что сон мог эволюционировать как механизм защиты клеток от подобных повреждений.

Применение мелатонина привело к увеличению продолжительности сна у медуз и снижению уровня повреждения ДНК. Это указывает на то, что мелатонин играет важную роль в регуляции сна не только у людей, но и у книдарий.

Исследователи пришли к выводу, что недостаток сна, ультрафиолетовое излучение и мутагены способствуют повреждению ДНК нейронов. В то же время спонтанный и искусственно вызванный сон помогают поддерживать стабильность генома.

Таким образом, даже примитивные нейронные системы нуждаются в отдыхе для уменьшения повреждений ДНК, вызванных длительным периодом бодрствования. Результаты исследования позволяют предположить, что повреждение ДНК и клеточный стресс могли быть ключевыми факторами в эволюции сна.