Loading

У медуз відсутня головний мозок і навіть проста рудиментарная нервова система, але у них, мабуть, виявляються якісь ознаки наявності вищої нервової діяльності.

мозок

цікаві відкриття

Нові відкриття біологів показують, що медузи час від часу перебувають у фазі сну. Якщо наукове дослідження, опубліковане в журналі Current Biology, буде підтверджено майбутніми дослідженнями, то медузи стануть першими в світі безхребетними, у яких відсутня вища нервова організація, але які здатні спати. Це відкриття могло б підтвердити теорію про те, що сон є невід’ємною властивістю нейронів. Якщо бути точніше, сон може бути тією здатністю, яку нервові клітини забезпечують навіть без наявності складної організації.

«Новизна відкриття полягає в тому, що це безхребетні тварини, яке з’явилося на нашій планеті дуже давно, відрізняється від людей і вищих тварин механізмом сну», – стверджує співавтор дослідження Клер Бедбрук.

витоки сну

сон

Сон грає величезну роль в процесі виживання, але ніхто не може з упевненістю сказати, з яких причин він розвинувся в природі. Дослідження, яке було проведено в 1995 році, виявило, що після повного позбавлення щурів нічного відпочинку гризуни загинули протягом наступних трьох тижнів. Також було встановлено, що у найпростіших членистоногих, наприклад у хробака Caenorhabditis elegans, у якого є 302 нейрона і нерозвинена нервова система, проявляються фази неспання і відпочинку, схожого на сон.

Рави Нат, аспірант Каліфорнійського технічного інституту, і його лаборант, Пол Штернберг, задавалися питанням, чи можуть бути знайдені докази наявності сну у більш простих тварин.

Як виявилося, паралельно з цим інший аспірант інституту, Майкл Абрамс, ростив медуз в лабораторії біолога Ліа Гоенторо для зовсім іншого наукового дослідження. Він зауважив, що медуза Кассіопея або перевернута медуза, стає менш активною вночі. У дикій природі велику частину свого часу безхребетні проводить щупальцями вгору на дні океану.

«Її тіло пульсує приблизно раз в секунду, – сказав Абрамс Live Science. – Такий стан робить медузу вельми легким об’єктом для наукового спостереження ».

поведінка медуз

Поведінка

Абрамс, Нат і Бедбрук склали єдину команду вчених. Їхньою метою дослідження стало вивчення поведінки медуз. Щоб довести, що медузи сплять, біологам слід аргументувати, що поведінкова модель тварин відповідає загальноприйнятим критеріям сну.

До основних показників слід віднести:

  • знижену фізичну активність, яка відрізняється від спостережуваної в коматозному або несвідомому станах;
  • падіння рівня чутливості до стимулів в порівнянні зі станом неспання;
  • регуляція на рівні гомеостазу, що передбачає існування якогось вродженого механізму, що забезпечує сон і потребу тварини в відпочинку.

проведені досліди

медузи

Медуза Кассіопея, відома в біології завдяки своєму особливому становищу тіла як медуза-перевертень, на думку вчених, спить по ночах. Щоб уможливити відбір проб активності тварини, дослідники фіксували показник швидкості пульсації дзвони 23 медуз протягом тижня. Було виявлено, що інтенсивність знижувалася на 32% в нічний час і становила приблизно 1 155 імпульсів протягом 20 хвилин за день і 781 імпульсів протягом 20 хвилин за ніч.

Коли наукові співробітники поклали в ємність з медузами трохи їжі, то безхребетні поміняли місце розташування, а пульсація їх тіла досягла денних показників. У науковому дослідженні вказується, що цей період відпочинку був легко оборотним.

Але чи стають медузи менш активними, ніж зазвичай? Щоб з’ясувати це, біологи помістили тварин в маленькі контейнери з ПВХ-труб з сітчастим дном. Вони обережно клали медузу на дно бака, потім швидко струшували контейнер, змушуючи її спливти. Медузи воліють сидіти так, щоб зуміти спливти. Але вони робили це набагато швидше протягом дня, починаючи пульсувати через 2 секунди після того, як переміщалися з глибини на поверхню води. Їм було потрібно близько 6 секунд, щоб почати пульсувати і рухатися після пробудження від сну.

Чи лежить в основі сну медуз гомеостаз?

гемостаз

Потім дослідники перевіряли, контролювалося чи сонне поведінку у медуз за допомогою гомеостазу. Простіше кажучи, питання полягало в тому, чи будуть безхребетні проявляти активність на наступний день, якщо їх сон був порушений протягом ночі?

Щоб дізнатися про це, дослідники протягом 10 секунд кожні 20 хвилин штучно створювали невеликі хвилі в контейнері. Вони виявили, що, коли вони заважали медузи відпочивати, то протягом останніх 6 годин ночі у тварини було відзначено зниження пульсацій, а протягом чотирьох годин наступного дня – на 12%. Порушення реакції виглядало так, як ніби у тварин були проблеми з пробудженням. Коли дослідники переривали сон медузи всю ніч, активність тварин на наступний день була знижена на 17%. Цікаво, що після повноцінного ночі відпочинку без будь-яких порушень на наступний день медуза повернулася до нормального рівня активності.

еволюція сну

еволюція

Головне питання полягає в тому, чи є зміна сну і неспання у медуз стабільною. Вченими давно встановлено, що за контроль сну у черв’яків, мух, рибок даніо і людей відповідають одні і ті ж гени і молекули. Але вони не були знайдені у медуз.

В ході одного цікавого досвіду біологи розбавили ємність з водою, де знаходилися безхребетні, двома речовинами, які впливають на гальмування нервових клітин у людей. Це були мелатонін і антігістамінпіріламін. При додаванні цих речовин медузи також проявляли меншу активність. Таким чином, передбачається, що механізм сну у найстаріших безхребетних тварин на землі і людей може мати однакові біологічними корінням.

Пошук нових дослідницьких підходів

нові підходи

«Який же загальний принцип, який відповідає за цей стан сну, який є у всіх живих істот?» – задається питанням біолог Бедбрук.

Наступним кроком в науковому дослідженні, за словами Натта, може стати застосування електродів для відстеження рівня активності нейронів медузи під час перебування у сні.

«Належить встановити, чи існують інші різновиди медуз, які так само відпочивають, – додає біолог Бедбрук. – Наша дослідницька група також хотіла б зрозуміти, чи сплять губки, які є живими істотами нижчого рівня, ніж медузи ». Губки взагалі не мають нервової системи, хоча у них є деякі рудиментарні гени і білки, які були виявлені в нервових системах інших тварин.