¿Qué fue primero, el sueño o el cerebro?

Hydra vulgaris

Las hidras exhiben un ciclo de cuatro horas de estados activos y similares al sueño

Permanecer despierto demasiado tiempo y pensar con claridad puede volverse extremadamente difícil. Afortunadamente, unas pocas cabezadas de sueño suelen ser suficientes para que nuestros cerebros vuelvan a funcionar rápidamente. Pero, ¿Cuándo y por qué los animales empezaron a necesitar dormir? ¿Y tener cerebro es un requisito previo?

En un estudio que podría ayudar a comprender el origen evolutivo del sueño en los animales, un equipo internacional de investigadores ha demostrado que pequeñas hidras que viven en el agua no solo muestran signos de un estado similar al sueño a pesar de carecer de un sistema nervioso central, sino que también responden a las moléculas asociadas con el sueño en animales más evolucionados.

"Ahora tenemos sólidas pruebas de que los animales deben haber adquirido la necesidad de dormir antes de adquirir un cerebro", dice Taichi Q. Itoh, profesor asistente de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Kyushu y líder de la investigación publicada en Science Advances.

Si bien el comportamiento del sueño también se encontró recientemente en medusas, un pariente de las hidras y miembro del filo Cnidaria, el nuevo estudio de investigadores de la Universidad de Kyushu en Japón y el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan en Corea encontró que varios químicos que provocan somnolencia y sueño incluso en humanos tienen efectos similares en la especie Hydra vulgaris.

"Basándonos en nuestros hallazgos e informes anteriores sobre las medusas, podemos decir que la evolución del sueño es independiente de la evolución del cerebro", afirma Itoh.

"Aún quedan muchas preguntas sobre cómo surgió el sueño en los animales, pero las hidras proporcionan una criatura fácil de manejar para investigar más a fondo los mecanismos detallados que producen el sueño en animales sin cerebro para ayudar posiblemente algún día a responder estas preguntas".

Con solo un par de centímetros de largo, las hidras tienen una red difusa de nervios pero carecen de la centralización asociada con un cerebro.

Si bien el sueño a menudo se monitorea en función de la medición de las ondas cerebrales, esta no es una opción para los animales pequeños y sin cerebro.

Como alternativa, los investigadores utilizaron un sistema de vídeo para rastrear el movimiento y determinar cuándo las hidras estaban en un estado de sueño caracterizado por un movimiento reducido, que podría interrumpirse con un destello de luz.

reguladores del sueño

Imagen: La investigación colaborativa dirigida por la Universidad de Kyushu indica que múltiples componentes reguladores del sueño se conservan evolutivamente entre las hidras sin cerebro y los animales con sistema nervioso central. Crédito: Taichi Q. Itoh, Universidad de Kyushu

En lugar de repetirse cada 24 horas como un ritmo circadiano, los investigadores encontraron que las hidras exhiben un ciclo de cuatro horas de estados activos y similares al sueño.

Más importante aún, los investigadores descubrieron muchas similitudes relacionadas con la regulación del sueño a nivel molecular y genético, independientemente de la posesión de un cerebro.

La exposición de las hidras a la melatonina, una ayuda para dormir de uso común, aumentó moderadamente la cantidad y la frecuencia del sueño, mientras que el neurotransmisor inhibidor GABA, otra sustancia química relacionada con la actividad del sueño en muchos animales, aumentó considerablemente la actividad del sueño.

Por otro lado, la dopamina, que provoca excitación en muchos animales, en realidad promueve el sueño en las hidras.

"Si bien algunos mecanismos del sueño parecen haberse conservado, otros pueden haber cambiado de función durante la evolución del cerebro", sugiere Itoh.

Además, los investigadores podrían usar vibraciones y cambios de temperatura para perturbar el sueño de las hidras e inducir signos de privación del sueño, haciendo que las hidras duerman más durante el día siguiente e incluso suprimiendo la proliferación celular.

Investigando más de cerca, los investigadores encontraron que la falta de sueño conducía a cambios en la expresión de 212 genes, incluido uno relacionado con PRKG, una proteína involucrada en la regulación del sueño en una amplia gama de animales, incluidos ratones, moscas de la fruta y nematodos.

La alteración de otros genes de la mosca de la fruta que parecen compartir un origen evolutivo común con los relacionados con el sueño en las hidras alteró la duración del sueño en las moscas de la fruta, y una mayor investigación de dichos genes puede ayudar a identificar genes relacionados con el sueño actualmente desconocidos en animales con cerebro.

"Tomados en conjunto, estos experimentos proporcionan una fuerte evidencia de que los animales adquirieron mecanismos relacionados con el sueño antes del desarrollo evolutivo del sistema nervioso central y que muchos de estos mecanismos se conservaron a medida que evolucionaron los cerebros", dice Itoh.

Artículo científico: A sleep-like state in Hydra unravels conserved sleep mechanisms during the evolutionary development of the central nervous system

Ya que estás aquí...

... tenemos un pequeño favor que pedirte. Más personas que nunca están leyendo Vista al Mar pero muchas menos lo están pagando. Y los ingresos por publicidad en los medios están cayendo rápidamente. Así que puedes ver por qué necesitamos pedir tu ayuda. El periodismo divulgador independiente de Vista al Mar toma mucho tiempo, dinero y trabajo duro para producir contenidos. Pero lo hacemos porque creemos que nuestra perspectiva es importante, y porque también podría ser tu perspectiva.

Si todo el que lee nuestros artículos, que le gustan, ayudase a pagar por ello, nuestro futuro sería mucho más seguro. Gracias.

Hacer una donación a Vista al Mar

×

Subscríbete a las últimas noticias, es gratis.