Bron: New Scientist | Methode: Herschreven
Origineel: “Jellyfish sleep about as much as humans do – and nap like us too”
The benefits of sleep may be more universal than we thought. We know it helps clear waste from the brain in humans, and now it seems that even creatures without brains like ours get similar benefits
Een opmerkelijke ontdekking in de onderwaterwereld werpt nieuw licht op een van de meest fundamentele aspecten van het leven: slaap. Wetenschappers hebben vastgesteld dat kwallen ongeveer evenveel slapen als mensen – zo’n acht uur per dag – en zelfs middagdutjes doen. Deze bevinding kan cruciaal zijn voor ons begrip van waarom slaap überhaupt is ontstaan.
“Het is grappig: net als mensen besteden ze ongeveer een derde van hun tijd aan slapen,” zegt Lior Appelbaum van de Bar-Ilan Universiteit in Ramat Gan, Israël. Deze uitspraak vat de kern samen van een baanbrekend onderzoek dat onze kijk op slaap en evolutie kan veranderen.
**Slaap zonder hersenen**
Bij dieren met hersenen, zoals zoogdieren, is slaap cruciaal voor processen zoals het opslaan van herinneringen en het opruimen van metabolisch afval uit de hersenen. Maar waarom slaap zou zijn geëvolueerd bij kwallen bleef tot nu toe onduidelijk. Kwallen behoren namelijk tot de cnidariërs, een groep hersenloze dieren waarbij neuronen zijn gerangschikt in een relatief eenvoudig netwerk door het hele lichaam.
Dit maakt de ontdekking des te fascinerender. Slaap wordt verondersteld voor het eerst te zijn geëvolueerd bij mariene wezens zoals kwallen, en een beter begrip van hun precieze slaappatronen kan helpen verklaren waarom dit fenomeen überhaupt is ontstaan.
**Onderzoek met camera’s**
Voor hun studie gebruikten Appelbaum en zijn collega’s camera’s om Cassiopea andromeda, een soort ondersteboven-kwal, 24 uur lang te observeren in aquariums. Deze kwallen zitten normaal gesproken met hun tentakels naar boven in ondiep water op de zeebodem. Om dag en nacht na te bootsen, werden de dieren de helft van de tijd blootgesteld aan licht.
De resultaten waren verrassend duidelijk. Tijdens het gesimuleerde daglicht bewogen de kwallen hun klokvormige lichaam gemiddeld meer dan 37 keer per minuut en reageerden ze snel op plotseling helder licht of voedsel – signalen dat ze wakker waren. ‘s Nachts daarentegen bewogen ze minder vaak en duurde het langer voordat ze reageerden op licht of voedsel, wat erop wijst dat ze sliepen.
Deze pompende bewegingen helpen de dieren waarschijnlijk bij het voeden en het verspreiden van zuurstof door hun lichaam, legt Appelbaum uit.
**Menselijke slaappatronen**
Wat het onderzoek extra opmerkelijk maakt, is hoe sterk de slaappatronen van kwallen lijken op die van mensen. De kwallen sliepen in totaal ongeveer acht uur, voornamelijk ‘s nachts, met een kort middagdutje van ongeveer één tot twee uur. Eerdere studies hadden al aangetoond dat deze kwallensoort ‘s nachts slaapt, maar de exacte slaappatronen waren tot nu toe onduidelijk.
In een vervolgexperiment verstoorden de onderzoekers de slaap van de kwallen door water naar hen toe te pompen. Het resultaat? De dieren sliepen de volgende dag meer. “Dit is net als bij ons: als we ‘s nachts slaaptekort hebben, slapen we overdag omdat we moe zijn,” aldus Appelbaum.
**DNA-schade en herstel**
Een cruciale ontdekking van het onderzoek betreft de functie van slaap bij kwallen. Verdere analyse toonde aan dat DNA-schade zich ophoopt in de neuronen van de kwallen terwijl ze wakker zijn, maar dat slaap deze schade lijkt te verminderen. Deze schade zou anders de neuronen kunnen aantasten en beschadigen.
Ter ondersteuning van deze theorie lieten de onderzoekers zien dat wanneer ze ultraviolet licht gebruikten om de DNA-schade te verhogen, de kwallen meer gingen slapen. Dit suggereert dat slaap een actieve rol speelt bij het herstel van cellulaire schade.
**Breder perspectief**
Het onderzoek beperkte zich niet tot kwallen alleen. De wetenschappers herhaalden hun experimenten met de zeeanemoon Nematostella vectensis en zagen vergelijkbare resultaten. Dit leverde het eerste bewijs op dat ook zeeanemonen slapen, wat de bevindingen verder ondersteunt.
Deze ontdekkingen openen nieuwe perspectieven op de evolutie van slaap en stellen fundamentele vragen over dit universele fenomeen. Als hersenloze dieren zoals kwallen en zeeanemonen al slapen, suggereert dit dat slaap een veel oudere en basalere functie heeft dan voorheen gedacht.
**Toekomstig onderzoek**
Hoewel deze bevindingen baanbrekend zijn, benadrukken de onderzoekers dat verder onderzoek nodig is. Het moet nog worden onderzocht of dezelfde mechanismen voorkomen bij andere kwallensoorten of zelfs bij zoogdieren. De parallellen tussen de slaappatronen van kwallen en mensen roepen fascinerende vragen op over de diepere biologische noodzaak van slaap en hoe dit fundamentele proces is geëvolueerd in de loop van miljoenen jaren.