Sen jest niezbędny dla ogromnej części przedstawicieli królestwa zwierząt. To właśnie podczas głębokiego odpoczynku aktywują się mechanizmy regenerujące neurony i tkanki, co pozwala organizmom odzyskać równowagę po codziennej aktywności.
Choć sen wiąże się z ryzykiem - śpiące zwierzęta stają się bardziej narażone na drapieżniki - jest zjawiskiem powszechnym, nawet wśród bezkręgowców. Do tej pory jednak nie było wiadomo, czy występuje również u stworzeń bardziej pierwotnych, takich jak koralowce. Odkrycie opisane na łamach czasopisma "Cell Host & Microbe", rzuca nowe światło na te kwestie.
Jak rafa koralowa regeneruje się w nocy
Zespół z Hiszpańskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych prowadził obserwacje na rafie u wybrzeży wyspy Curacao na Morzu Karaibskim. Analizowano gatunek Pseudodiploria strigosa. Jest to koralowiec, w którego komórkach żyje symbiotyczny glon Breviolum. Chociaż kształtem przypomina mózg, jak wszystkie koralowce posiada prymitywny, rozproszony układ nerwowy bez centralnego mózgu.
Zebrane dane wykazały, że cykl dobowy tych organizmów przypomina rytm snu i czuwania znany ludziom.
- P. strigosa śpi przez jedną trzecią doby, podobnie jak ludzie, a cykl dnia i nocy reguluje jego zegar biologiczny, zwany rytmem dobowym - wyjaśnił Bradley Allen Weiler, autor badania.
Eksperci wyjaśnili, że gdy zapada ciemność, koralowce przechodzą w stan "spoczynku" i uruchamiają mechanizmy naprawy materiału genetycznego. W ciągu dnia ich symbionty prowadzą fotosyntezę, dostarczając koralowcom substancji odżywczych, ale jednocześnie wytwarzając reaktywne formy tlenu, które mogą uszkadzać tkanki. Sen pozwala na usunięcie tych uszkodzeń i przywrócenie równowagi metabolicznej.
Ewolucyjne mechanizmy równowagi
Naukowcy podkreślają, że bez fazy regeneracji symbioza z glonami mogłaby być dla koralowców toksyczna. Kierujący zespołem profesor Javier del Campo zaznaczył, że relacja między koralowcem a glonem powstała prawdopodobnie miliardy lat temu i utrzymuje się dzięki mechanizmom równowagi wykształconymi ewolucyjnie.
Odkrycie może mieć zastosowanie w praktyce. Lepsze zrozumienie fizjologii koralowców pomoże opracować skuteczniejsze strategie ich ochrony i odbudowy, np. przez hodowlę fragmentów poza naturalnym środowiskiem przed ponownym ich wprowadzeniem do morza.
Badanie potwierdziło również, że sen jest jednym z najstarszych mechanizmów biologicznych, obecnym już u pierwszych zwierząt miliardy lat temu. Pełnił wtedy tę samą kluczową funkcję, co dziś: naprawę uszkodzeń DNA oraz regenerację tkanek.
- Często myślimy, że tylko zwierzęta posiadające mózg potrzebują snu, ale wszystkie istoty żywe w jakiś sposób muszą się regenerować. Ustanowienie wewnętrznego rytmu, który to umożliwia, jest bardzo starą i niezwykle skuteczną strategią ewolucyjną - podsumował del Campo.
Autorka/Autor: jzb
Źródło: PAP
Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock