Медузы тоже умеют спать

Эксперимент, проведенный сотрудниками Калифорнийского технологического института, показал, что состояние сна знакомо даже таким примитивным животным как медузы.

Среди ученых не прекращаются споры о том, какие животные умеют спать. Некоторые авторы полагают, что состояние сна свойственно только человеку и другим млекопитающим, другие признают способность спать за всем позвоночными, а есть и те, кто считает, что спать могут даже насекомые и черви. Проблема заключается в определении сна, которое позволило бы отделить его от простого отдыха и оцепенения. Уильям Джойнер (William Joiner), невролог Калифорнийского университета в Сан-Диего, которые не принимал участия в нынешнем исследовании, признает перспективным определение сна как состояния, для которого выполняются два условия. Во-первых, спящее животное не должно реагировать на относительно слабые прикосновения и тихие звуки. Во-вторых, сокращение времени сна должно приводить к ослаблению активности в последующий день, пока после очередного сна организм не восстановит силы.

Эксперименты Пола Штернберга (Paul Sternberg) и его коллег показывают, что сон, отвечающий двум названным условиям, имеется у рыб, мух и червей. На этот раз ученые решили узнать, способны ли спать медузы – животные, у которых нет сложной центральной нервной системы. Для опыта они использовали медуз из рода Cassiopea, которые, в отличие от большинства других медуз, не парят в виде зонтика в толще воды, а лежат на дне, повернувшись вверх щупальцами и ротовыми отверстиями. Основную часть пищи они получают от симбиотических одноклеточных животных, а также заглатывая планктонные организмы, которых они всасывают с водой во время ритмичных сокращений своего зонтика.

Пульсирующие движения зонтика медуз Cassiopea происходят примерно раз в секунду. Исследователи отслеживали круглосуточно активность 23 медуз в специальных аквариумах и обнаружили, что ночью пульсация их зонтиков падает до 39 сокращений в минуту, а днем снова возвращается к 60 в минуту. Чтобы убедиться, что это замедление пульсации представляет собой сон, ученые соорудили особый «лифт», который поднимал медуз со дна, где они предпочитают находиться, к поверхности воды. Спавшие медузы в этой ситуации, подобно только разбуженным людям, реагировали замедленно. Если же медузы были подняты в бодрствующем состоянии, то они тут же опускались на дно.

Биологи попробовали не давать медузам спать в течение 6 или 12 часов, направляя на них струю воды. На следующий день активность медуз, как и ожидалось, была снижена и восстановилась только после того, как им дали возможность поспать. Наконец, ритмы сна и бодрствования медуз оказались подвержены изменениям при помощи мелатонина, как это происходит у человека и млекопитающих.

Авторы работы делают вывод, что состояние сна у животных в ходе эволюции возникло очень рано, еще до появления центральной нервной системы. Итоги исследования опубликованы в журнале Current Biology.