Všechna živá stvoření s mozkem vyžadují období odpočinku. To platí dokonce i pro medúzy, jak nyní ukazuje aktuální výzkum, přestože tyto organismy mozkovou tkáň nemají. Studie se zabývá tím, jak bezobratlé živočichy zvládají spánkový deficit a jak se chrání před predátory během spánkového stavu.
Medúzy a mořské anemonky jsou jednoduše strukturované organismy bez mozku a v evolučním stromě jsou od člověka vzdáleny. Přesto obě skupiny sdílejí překvapivou vlastnost: potřebují spánek. Na to upozorňují vědci z USA a Izraele ve vědeckém časopise „Nature Communications“.
Jejich studie podpořila teorii, že spánek není potřeba pouze tehdy, když se vyvíjejí složité mozkové struktury. Pro rostlinné a živočišné organismy je však v obecné rovině vysoce rizikové, pokud jsou dlouho v bdělém stavu. Spánek totiž činí jedince náchylnými na predátory a nebezpečí z prostředí a zkracuje čas potřebný na hledání potravy, páření a péči o potomstvo. Že medúzy a mořské anemonky přesto spí mnoho hodin, posiluje důležitost spánku pro péči o nervové buňky, uvádějí vědci.
Přestože medúzy ani mořské anemonky nemají mozek, jejich způsob spánku je překvapivě podobný lidskému, jak uvádí tým vedený Lior Appelbaumem z Bar-Ilan University v Ramat Ganu (Izrael). Například medúza mangrovová (Cassiopea andromeda) spí přibližně osm hodin denně, většinou v noci, ale také během krátkých poledních zdřímnutí. V laboratorních podmínkách jsem na měkkýších Nematostella vectensis zaznamenali, že spí přibližně jednu třetinu dne, převážně ráno.
U medúz byl spánkově podobný stav charakterizován sledováním frekvence pulzací jejich zvonu, která v noci klesá. Vědci zjistili, že tehdy reagují na podněty pomaleji. Při nedostatku spánku, například v případě turbulentních podmínek vody, spaly tyto organismy výrazně déle ve dne. U mořských anemonek byl spánkový stav zaznamenán na základě poklesu intenzity pohybu. Tyto živočichy reagovaly na světlo a potravu pomaleji, pokud jejich klidový stav trval alespoň osm minut.
V experimentech s oběma druhy vědci rovněž zjistili, že poškození DNA v neuronech během bdění vzrůstalo, zatímco během spánku klesalo. Když tým úmyslně způsobil poškození DNA ultrafialovým zářením, živočichové reagovali delším spánkem. Tyto výsledky podpořily teorii, že spánek se vyvinul – alespoň částečně – jako ochrana genetického materiálu v nervových buňkách. Během odpočinku se opravují poškození, která se nahromadila během bdění.
Protože spánek během evoluce zůstal zachován u všech dosud prozkoumaných živočichů s nervovým systémem, jsou vědci téměř jednohlasně přesvědčeni, že musí plnit základní biologickou funkci. „Neurony jsou velmi cenné,“ říká Appelbaum. „Nedělí se, a proto je třeba je udržovat v neporušeném stavu.“
Podle předchozích analýz však oprava pravděpodobně není jedinou evoluční příčinou spánku; například se také snížila síla spojení mezi neurony, která se během dne zesilují. „U lidí spánek podporuje učení a paměť,“ vysvětluje Appelbaum.
Spánek vznikl pravděpodobně paralelně s vývojem jednoduchých nervových sítí u žahavců, mezi které patří nejen medúzy a mořské anemony, ale také korály. Předpokládá se, že neurony se poprvé objevily před stovkami milionů let u tzv. metazoanů, raných živočichů, kteří se podobali dnešním medúzám a mořským anemonkám a disponovali rozptýlenými sítěmi vzájemně propojených neuronů.
Již v roce 2017 byla prezentována studie, která ukázala na existence spánkově podobného stavu u medúz. Nyní bylo také prokázáno toto fenomen u mořských anemonek a podrobně popsán vzor spánku obou organismů. Vědci spekulují, že i u nich by během spánku mohly být konsolidovány paměťové obsahy.
Zajímavé otázky zůstávají, například zda tisíce propojených polypů v korálové kolonii spí současně nebo koordinovaně ve vlnách. Je také třeba prozkoumat teorii, že stavy podobné spánku se mohou vyvinout pro udržení buněk dokonce i před výskytem neuronů.
