Ученые доказали важность сна даже для животных без мозга

Сон оказался еще более универсальной потребностью животных: он необходим даже тем, кто вовсе лишен центральной нервной системы. Показано, что улитки входят в сноподобное состояние, при нехватке которого снижаются их активность и тонус. Открытие оказалось большой неожиданностью для ученых: сон исследуется у мух и у круглых червей, однако и их нервные системы довольно сложны в сравнении с децентрализованной, лишенной мозга нервной системой кишечнополостных.

Медузы Cassiopea обитают у дна теплого морского мелководья. Плавают они редко, проводя время «вверх ногами», вытянув щупальца кверху и фильтруя планктон. Регулярные – примерно раз в секунду – сокращения купола создают ток воды, принося пищу и унося отходы метаболизма. Исследователи Калифорнийского технологического института наблюдали за поведением 23 медуз круглосуточно, в течение шести дней и ночей; результаты их работы публикует журнал Current Biology.

Лея Гёнторо (Lea Goentoro) и ее коллеги следили за проявлениями трех признаков, характерных для любых спящих животных: снижением активности и реактивности (чувствительности к внешним стимулам), а также падением тонуса в случае депривации и нехватки этого состояния. И действительно, ночью медузы Cassiopea демонстрировали замедленную активность, снижая частоту сокращений в среднем на 32 процента. Если поднять такое животное над дном, оно реагирует и возвращается обратно заметно медленнее, чем днем.

Наконец, ученые вызывали депривацию сна, каждые 20 минут тревожа их струйками воды. Такое пробуждение возвращало их к дневному уровню активности через примерно пять минут. Впоследствии такая нехватка сна сказывалась на поведении медуз, и днем их активность оказалась снижена на 17 процентов. Все это, по мнению авторов, указывает на головокружительную древность сна, который мог появиться на самых ранних этапах эволюции многоклеточных. В конце концов, у сна кишечнополостных и позвоночных нашлись и другие важные сходства: так же, как и у нас, их сон оказалось можно стимулировать гормоном мелатонином или антигистаминным препаратом пириламином.

Все это заставляет в очередной раз задуматься над тем, для чего сон в принципе нужен животным. Принято считать, что при этом происходит реорганизация некоторых нейронных сетей мозга, консолидация воспоминаний, выведение скопившихся в синапсах метаболитов и «лишних» нейромедиаторов. Но отчего тогда сон так важен тем, у кого мозга нет в принципе? В связи с этим нельзя не вспомнить гипотезу доктора биологических наук, сотрудника ИППИ РАН Ивана Пигарева, утверждающего, что во сне происходит важная бессознательная работа по поддержанию здоровья и тонуса всех тканей, органов и клеток организма.