Ko je prvi prispavao? Životinje idu na spavanje barem od pre petsto miliona godina

Foto: Andy Rouse / Shutterstock Editorial / Profimedia

„Nijedan živi organizam ne može dugo da bude zdrav pod uslovima apsolutne realnosti“, napisala je Širli Džekson na samom početku svog horor romana The Haunting of Hill House iz 1959. „Čak i ševe i skakavci, smatraju neki ljudi, sanjaju“.

Džeksonova je to napisala da bi predstavila ukletu kuću u kojoj je granica između stvarnosti i snova uvek zamagljena, ali je bila u pravu: većina živih stvorenja apsolutno mora isključiti realnost na neko vreme da bi ostala funkcionalna – i živa.

Širom životinjskog carstva. „spavanje“ izgleda vrlo različito. Ljudi ulaze u stanje sanjive besvesnosti. Delfini isključuju delove svog mozga postepeno. Velike fregate spavaju u naletima od nekoliko sekundi dok lete u visine.

Ipak, skoro sve životinje spavaju. Tokom prošle decenije ili otprilike tako, istraživači su otkrili da čak i one bez mozga, poput meduze ili hidre, slatkovodnog organizma sa najjednostavnijim građom od svih žarnjaka, čine nešto što uveliko liči na dremanje . Dakle, koja je životinja prva otišla na spavanje? Naravno, nema sačuvanih spavaćih brloga sa fosilima drevnih malih stvorenja koja hrču jedno pored drugog, piše Scientific American.

Iako niko ne zna sigurno, dremanje se verovatno desilo pre više od petsto miliona godina, a gotovo sigurno ga je učinilo neko veoma malo stvorenje. „Moje mišljenje je da kad životinje počnu da imaju nervni sistem vezan za mišić, one gotovo sigurno spavaju“, kaže Majkl Abrams, istraživač na Univerzitetu Kalifornija u Berkliju, član tima koji je 2017. otkrio da meduze iz roda Cassiopea redovno ulaze u stanje slično spavanju.

Naučnici još uvek treba da odrede kad se to desilo, ali nervni sistemi postoje od davnina. Jedna studija iz 2019. sugeriše da su prvi organizmi koji su imali neurone bili mala, ravna, pločasta stvorenja zvana dikinsonidi, koji su jeli mikrobe tokom Edijakarijuma, pre 635-542 miliona godina. Iako nije jasno da li su to zaista bile prve životinje sa nervnim sistemom, neuroni su se verovatno razvili oko tog vremena, pre ogromne ekspanzije u broju vrsta na Zemlji tokom sledećeg perioda, Kambrijuma.

Međutim, još se vodi rasprava da li se za žive stvari bez nervnog sistema, poput sunđera ili čak biljaka, može reći da spavaju. „Nervni sistem možda nije neophodan za pojavu spavanja; niko ne zna“, kaže Taiči Ito, istraživač u oblasti hronobiologije na Univerzitetu Kjušu u Japanu. „Još uvek tragamo za poreklom spavanja“.

Svaki put kad se privijete uz jastuk i otplovite u zemlju snova, učestvujete u biološkoj nužnosti koja pospešuje ćelijski rast, konsoliduje sećanja, smanjuje zapaljenja i – na kraju krajeva – održava vas u životu. Međutim, spavanje je čudno: zašto bi teralo organizme da isključe okolinu satima i satima, čineći ih nezaštićenim od predatora i drugih opasnosti?

To pitanje motiviše istraživače kao što su Ito i Abrams. Naravno, spavanje je značajno za osnovne biološke procese i sve više istraživanja sugeriše da ono podstiče proliferaciju i rast ćelija, kaže Abrams. Postoji razlog zašto novorođenčad spavaju oko 16 sati dnevno.

Ovo stanje se nekad smatralo teritorijom životinja sa mozgom, ali su 2017. godine Abrams i njegove kolege predstavile u časopisu Current Biology svoje otkriće da se čini da meduza Cassiopea spava. Ove meduze provode najveći deo vremena sedeći na dnu okeana, pulsirajući regularno, kao metronom koji je omogućio timu da utvrdi koliko su meduze bile aktivne.

U laboratoriji su istraživači pratili pulsiranje meduza tokom vremena i zaključili da pulsiraju 32 procenta manje tokom noći nego tokom dana. Ako se iznenade izmicanjem tla ispod njih, meduze ispoljavaju odloženu reakciju, ali se polako „bude“ ako im se ponudi hrana. Kad im je uskraćeno vreme mirovanja zbog dosadnog pulsiranja vode čitavu noć, pulsiranje samih meduza postaje sporije i duže narednog dana, a one pokazuju smanjenu reaktivnost, baš kao da su bile lišene sna.

Slično tome, Ito i njegov tim su objavili u časopisu Science Advances 2020. godine da sićušne hidre vrste Hydra vulgaris takođe imaju period mirovanja koji mnogo liči na spavanje. U toj studiji, hidre su bile skoro potpuno nepokretne tokom tih perioda. Blago pulsiranje ih je moglo uznemiriti, ali nakon 20-ak minuta mirovanja, one su reagovale sporo na takvo pulsiranje, baš kao omamljeni spavač. Kad su lišene tog perioda sličnog spavanju zbog iritantnih vibracija u akvarijumu, hidre su „spavale“ duže kad bi dobile sledeću priliku i brže bi zaspale.

Za istraživače, ovi periodi mirovanja kod meduza i hidri zadovoljavaju sve kriterijume za spavanje: smanjena aktivnost, koja je ipak reverzibilna u odgovoru na neko uznemiravanje; odložena reakcija na stimulus; usporeno ponašanje nakon uskraćivanja ovog mirnog perioda; i veća potreba da se više odmara posle uskraćivanja mirnog perioda.

Štaviše, izgleda da slični geni i molekuli kontrolišu spavanje kod žarnjaka, u poređenju sa drugim životinjama i ljudima. Dajte meduzama melatonin, otkrili su Abrams i njegov tim, i one će postati pospane – baš kao ljudi. Melatonin takođe čini hidre pospanim, otkrili su Ito i njegov tim, a geni koji kontrolišu spavanje kod hidri su slični onima koji to čine kod ljudi.

Ipak, dopamin, koji izaziva budnost kod ljudi i drugih životinja, čini hidre pospanim. Ovo ukazuje da se evolucija igra sa ovim hemijskim tokovima, menjajući ih tokom stotina miliona godina otkako su se loze hidre i čoveka razdvojile na drvetu evolucije.

Žarnjaci nemaju mozak niti bilo kakav centralni nervni sisitem, ali imaju neurone koji se povezuju putem difuznih „mreža“. Veliko je pitanje, kažu Abrams i Ito, da li životinje bez neurona spavaju. Logično sledeće mesto da se traži spavanje, kaže Abrams, jeste kod sunđera, koji su životinje bez nervnog sistema koji se razvio pre barem 540 miliona godina, a možda najranije pre čak 890 miliona godina, po jednoj studiji u časopisu Nature iz 2021.

Međutim, teško je gajiti sunđere u laboratoriji. I nije lako definisati „spavanje“ kod životinje koja se ne pomera. Kako možete reći da li se sunđer odmara?

Van životinjskog carstva, biljke reaguju na okolinu pomeranjem, okrećući se prema Suncu dok ono ide preko neba. Moglo bi se testirati da li biljke „spavaju“ tako što će se poremetiti ovi ritmovi, kaže Abrams, mada je taj eksperiment takođe nezgodan za izvođenje.

Ako bi se moglo reći za biljke da spavaju, dodaje on, njhova verzija verovatno izgleda mnogo drugačije od spavanja u životinjskom carstvu. „Verovatno je manje informativno za ljude, ali dopire do porekla ili evolucije spavanja“, rekao je Abrams. „Šta je poslednji zajednički predak bez nervnog sistema imao što je omogućilo da se spavanje pojavi pošto imate nervni sistem?“

Na kraju krajeva, pronalaženje prvog organizma koji je prispavao uključuje pronalaženje prvog organizma kod kojeg su se razvili neuroni pre oko petsto miliona godina – verovatno neka mala životinja koja je živela u okeanu i koristila svoj nervni sistem da hvata plen.

Na još spekulativnijoj ravni, spavanje bi moglo biti staro barem kao sunđeri, koji su bili među prvim životinjama na Zemlji. Međutim, do današnjeg dana niko zaista ne zna da li sunđeri dremaju.

(Telegraf Nauka/Scientific American)