No tienen cerebro, o incluso nada más que un sistema nervioso rudimentario, pero las medusas aparentemente tienen hora de acostarse.
Una nueva investigación descubre que las medusas entran en un estado de sueño. Si el estudio, publicado hoy (21 de septiembre) en la revista Current Biology, es confirmado por estudios futuros, las medusas son los primeros animales sin sistema nervioso central que han sido observados mientras duermen. Ese hallazgo podría reforzar la teoría de que el sueño es una propiedad emergente de las neuronas; en otras palabras, dormir podría ser algo que las células nerviosas conectadas en una red acabaran de hacer, incluso sin una organización compleja.
“La verdadera novedad de lo que hemos demostrado es que este animal que está casi tan lejos, evolutivamente, de humanos y animales superiores como puede ir, también parece tener este estado conductual conservado” de sueño, dijo el coautor del estudio Claire Bedbrook, estudiante de doctorado en bioingeniería en el Instituto de Tecnología de California.
Los orígenes del sueño
El sueño es crucial para la supervivencia, pero nadie sabe exactamente lo que hace o por qué evolucionó por primera vez. Un estudio de 1995 en la revista Behavioral Brain Research descubrió que cuando se privaba del sueño por completo, las ratas morían en tres semanas. Se ha descubierto que animales tan simples como el gusano Caenorhabditis elegans, que tiene solo 302 neuronas y un sistema nervioso central extremadamente simple, exhiben patrones de actividad y descanso que se parecen muchísimo al sueño.
Ravi Nath, un estudiante graduado de Caltech y coautor del nuevo estudio, generalmente estudia este estado similar al sueño en C. elegans. Él y su asesor de laboratorio, Paul Sternberg, se preguntaban si podrían encontrar pruebas de sueño incluso en animales más simples. Jellyfish vino a la mente, Nath le dijo a Live Science.
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Cassiopea, o la medusa al revés, parecía volverse menos activa por la noche. Cassiopea pasa la gran mayoría de su tiempo sentada boca abajo en el océano o en el piso del tanque, pulsando su campana aproximadamente una vez por segundo. Este comportamiento sedentario hace que la medusa al revés sea un animal fácil de rastrear conductualmente.
Gelatinas que duermen bien, saben que para mostrar que las medusas estaban durmiendo, tendrían que demostrar que su comportamiento cumplía los criterios estándar para dormir: actividad disminuida que es rápidamente reversible, a diferencia de un coma o inconsciencia; sensibilidad reducida a los estímulos en comparación con un estado de vigilia; y regulación homeostática, lo que significa que hay algún tipo de “impulso” innato hacia el sueño y que el animal necesita dormir para funcionar.
Las medusas Cassiopea, conocidas como medusas boca abajo por su posición preferida, parecen dormir por la noche.
Las medusas Cassiopea, conocidas como medusas boca abajo por su posición preferida, parecen dormir por la noche.
Para medir la actividad, los investigadores contaron la velocidad de la pulsación de la campana en 23 medusas durante seis días consecutivos y noches. Descubrieron que la tasa se redujo en un 32 por ciento por la noche, pasando de aproximadamente 1.155 pulsos por 20 minutos durante el día a 781 pulsos por 20 minutos en la noche. Cuando los investigadores colocaron un pequeño refrigerio de medianoche en la columna de agua, las gelatinas se animaron y comenzaron a palpitar a ritmos diurnos, lo que indica que este período de reposo fue fácilmente reversible.
Pero, ¿eran las medusas menos receptivas de lo habitual? Para averiguarlo, los investigadores colocaron las medusas en pequeños contenedores hechos de tubos de PVC con un fondo de malla. Levantaron gelatinas suavemente desde el fondo del tanque, luego rápidamente tiraron del contenedor hacia abajo, dejando a las medusas suspendidas en el agua.
Las gelatinas de Cassiopea prefieren sentarse a nadar, por lo que las gelatinas suspendidas pulsan su camino hacia el piso del tanque. Pero lo hicieron mucho más rápido durante el día, comenzando a latir por 2 segundos después de perder su superficie de descanso, que lo hicieron por la noche, cuando les tomó unos 6 segundos comenzar a latir, casi como si estuvieran dormitando antes de que se durmieran. podría reaccionar
Luego, los investigadores probaron si el comportamiento somnífero en las medusas estaba bajo control homeostático. En términos más simples, la pregunta era: ¿las jaleas actuarían cansadas al día siguiente si se las privara de su quietud por la noche? (Para averiguarlo, los investigadores arrojaron leves pulsos de agua a las gelatinas durante 10 segundos cada 20 minutos. Descubrieron que cuando alteraban a las medusas de esta manera durante las últimas 6 horas de la noche, las medusas mostraban una disminución del 12 por ciento en la pulsación en las primeras 4 horas del día siguiente, como si tuvieran problemas para despertarse. Cuando los investigadores continuaron con los disturbios durante toda la noche, las medusas estuvieron un 17 por ciento menos activas durante todo el día siguiente. Después de una noche completa sin ningún tipo de perturbación, el las medusas regresaron a los niveles normales de actividad al día siguiente.)
Evolución del sueño
Una pregunta candente es si el comportamiento similar al sueño en las medusas es el mismo tipo de comportamiento que finalmente dio lugar al complejo sueño de los animales superiores. Los investigadores sí saben que los mismos genes y moléculas que controlan el sueño en los gusanos y las moscas también regulan el sueño en los peces cebra y los humanos, dijo Nath. Los investigadores no pudieron buscar esos genes y moléculas en este estudio, pero sí dosificaron el agua de las medusas con melatonina y la antihistamínica pirilamina, dos sustancias que adormecen a los humanos. Las medusas también se volvieron menos activas en presencia de estas sustancias, lo que sugiere que el estado de sueño en los animales más antiguos y en los humanos podría tener las mismas raíces biológicas.
“Si esto es algo que se conserva en lo que observamos en otros invertebrados, vertebrados o humanos, entonces, ¿cuál es el denominador común?” “¿Qué tienen todos ellos en común que podría ser la razón por la cual estos animales pasan por este estado de sueño?”
El siguiente paso podría ser utilizar electrodos para rastrear la actividad de las neuronas de las medusas durante el estado de sueño.
“Nos encantaría ver si hay otras especies de medusas que también duermen”, agregó Bedbrook. “También nos gustaría ver si las esponjas, el siguiente nivel abajo, duermen”. Las esponjas no tienen ningún sistema nervioso en absoluto, aunque sí poseen algunos de los genes y proteínas rudimentarios que se encuentran en los sistemas nerviosos de otros animales.
