ملخص:
في العمل الذي يمكن أن يساعد في الكشف عن أصل النوم ، أظهر فريق دولي من الباحثين أن الهيدرات الصغيرة التي تعيش في الماء لا تظهر فقط علامات على حالة تشبه النوم على الرغم من افتقارها إلى الجهاز العصبي المركزي ، ولكنها تستجيب أيضًا للجزيئات المرتبطة بالنوم في المزيد. الحيوانات المتطورة. تشير النتائج الجديدة إلى أن العديد من الآليات المتعلقة بالنوم قد تطورت قبل الدماغ وربما تم الحفاظ عليها أثناء تطور الجهاز العصبي المركزي.
.jpg)
ابق مستيقظًا لفترة طويلة ، وقد يصبح التفكير بشكل دقيق صعبًا للغاية. لحسن الحظ ، غالبًا ما يكفي بضع غمز من النوم لجعل أدمغتنا تعمل بسرعة مرة أخرى. لكن متى ولماذا بدأت الحيوانات في طلب النوم؟ وهل امتلاك دماغ شرط أساسي؟
في دراسة يمكن أن تساعد في فهم الأصل التطوري للنوم عند الحيوانات ، أظهر فريق دولي من الباحثين أن الهيدرا الصغيرة التي تعيش في الماء لا تظهر فقط علامات على حالة تشبه النوم على الرغم من افتقارها إلى الجهاز العصبي المركزي ، ولكنها تستجيب أيضًا للجزيئات المرتبطة بالنوم في الحيوانات الأكثر تطورًا.
يقول Taichi Q. Itoh ، الأستاذ المساعد في كلية الآداب والعلوم بجامعة كيوشو ورئيس البحث المنشور في Science Advances: "لدينا الآن دليل قوي على أن الحيوانات يجب أن تكون قد اكتسبت الحاجة إلى النوم قبل اكتساب دماغ".
بينما تم العثور مؤخرًا على سلوك النوم في قنديل البحر ، وهو أحد أقارب الهيدرا وعضو زميل في شعبة Cnidaria ، وجدت الدراسة الجديدة التي أجراها باحثون في جامعة كيوشو في اليابان ومعهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا في كوريا أن العديد من المواد الكيميائية تسبب النعاس والنوم. حتى في البشر لها تأثيرات مماثلة على أنواع Hydra vulgaris.
"استنادًا إلى النتائج التي توصلنا إليها والتقارير السابقة المتعلقة بقنديل البحر ، يمكننا القول أن تطور النوم مستقل عن تطور الدماغ " ، يقول إيتو.
"لا تزال هناك العديد من الأسئلة حول كيفية ظهور النوم عند الحيوانات ، لكن الهيدرا توفر مخلوقًا سهل التعامل معه لمزيد من التحقيق في الآليات التفصيلية التي تنتج نومًا في الحيوانات بلا عقل للمساعدة ربما يومًا ما في الإجابة على هذه الأسئلة."
يبلغ طول الهيدرا بضعة سنتيمترات فقط ، وتحتوي على شبكة منتشرة من الأعصاب ولكنها تفتقر إلى المركزية المرتبطة بالدماغ.
بينما تتم مراقبة النوم غالبًا بناءً على قياس موجات الدماغ ، فإن هذا ليس خيارًا للحيوانات الصغيرة بلا عقل.
كبديل ، استخدم الباحثون نظام فيديو لتتبع الحركة لتحديد متى تكون الهيدرا في حالة شبيهة بالنوم تتميز بقلة الحركة - والتي يمكن أن تتعطل بفعل وميض من الضوء.
بدلاً من التكرار كل 24 ساعة مثل إيقاع الساعة البيولوجية ، وجد الباحثون أن الهيدرا تظهر دورة مدتها أربع ساعات من الحالات النشطة والشبيهة بالنوم.
والأهم من ذلك ، كشف الباحثون عن العديد من أوجه التشابه المتعلقة بتنظيم النوم على المستوى الجزيئي والوراثي بغض النظر عن امتلاك الدماغ.
إن تعريض الهيدرا للميلاتونين ، وهو وسيلة مساعدة على النوم شائعة الاستخدام ، أدى إلى زيادة معتدلة في كمية النوم وتواتره ، في حين أن الناقل العصبي المثبط GABA ، وهو مادة كيميائية أخرى مرتبطة بنشاط النوم في العديد من الحيوانات ، زاد نشاط النوم بشكل كبير.
من ناحية أخرى ، فإن الدوبامين ، الذي يسبب الإثارة لدى العديد من الحيوانات ، يعزز النوم في الهيدرا.
يقترح إيتو أنه "بينما يبدو أنه تم الحفاظ على بعض آليات النوم ، فإن البعض الآخر ربما يكون قد غير وظيفته أثناء تطور الدماغ".
علاوة على ذلك ، يمكن للباحثين استخدام الاهتزازات وتغيرات درجة الحرارة لإزعاج نوم الهيدرا وإحداث علامات الحرمان من النوم ، مما يتسبب في نوم الهيدرا لفترة أطول خلال اليوم التالي وحتى منع تكاثر الخلايا
التحقيق عن كثب ، وجد الباحثون أن الحرمان من النوم أدى إلى تغييرات في التعبير عن 212 جينًا ، بما في ذلك جين مرتبط بـ PRKG ، وهو بروتين يشارك في تنظيم النوم في مجموعة واسعة من الحيوانات ، بما في ذلك الفئران وذباب الفاكهة والديدان الخيطية.
أدى تعطيل جينات ذبابة الفاكهة الأخرى التي يبدو أنها تشترك في أصل تطوري مشترك مع الجينات المرتبطة بالنوم في الهيدرا إلى تغيير مدة النوم في ذباب الفاكهة ، وقد يساعد إجراء مزيد من البحث عن هذه الجينات في تحديد الجينات غير المعروفة حاليًا المتعلقة بالنوم في الحيوانات ذات الأدمغة.
يقول إيتو: "تقدم هذه التجارب مجتمعة دليلًا قويًا على أن الحيوانات اكتسبت آليات مرتبطة بالنوم قبل التطور التطوري للجهاز العصبي المركزي وأن العديد من هذه الآليات تم الحفاظ عليها مع تطور الأدمغة".
المصدر