La medusa, al igual que la anémona de mar, aunque carecen de cerebro, experimentan fases de reposo profundo que cumplen con todos los criterios del sueño. Este descubrimiento aporta información valiosa sobre este estado que ocupa cerca de un tercio de nuestra existencia.
Los trabajos, publicados en
Nature Communications, cuestionan la cronología de la evolución del sueño. Contrariamente a lo que se suponía hasta ahora, sugieren que la aparición del sueño es finalmente muy anterior al desarrollo de un sistema nervioso centralizado. Al observar estos animales, los investigadores rastrearon las raíces de un comportamiento universal. Para ello, analizaron los ciclos de actividad y reposo, utilizando luces infrarrojas o aplicando perturbaciones controladas.
El sueño en estos invertebrados pudo así definirse analizando descensos prolongados y reversibles de la actividad motora, el umbral de reacción a los estímulos, pero también un sorprendente fenómeno observado tras una privación de sueño. Así, constataron que la medusa
Cassiopea andromeda y la anémona
Nematostella vectensis dedican aproximadamente ocho horas diarias a este reposo.
El sueño, una necesidad celular antes que cerebral
La regulación de este ciclo presenta mecanismos distintos, mostrando una convergencia evolutiva. En la anémona, un reloj circadiano interno parece dirigir la alternancia vigilia-sueño. La medusa, en simbiosis con algas fotosintéticas, es por su parte más sensible a la alternancia directa de la luz. Esta diferencia muestra que caminos diferentes pueden conducir al mismo estado funcional. La administración de melatonina, hormona clave del sueño en los vertebrados, provoca también el adormecimiento de estos animales.
La demostración más contundente reside en la respuesta a la privación. En efecto, cuando los investigadores perturban el sueño de las medusas agitando el agua del acuario, estas muestran al día siguiente una duración de reposo aumentada a la mitad. Esta necesidad indica que el sueño cumple una función fisiológica no negociable, esencial para la supervivencia.
La reparación del ADN, función original del reposo
La importancia de este mantenimiento aparece claramente a nivel celular. Las neuronas, por su intensa actividad eléctrica y su metabolismo elevado, son particularmente susceptibles a los daños en el ADN durante la vigilia. Para visualizar estas rupturas en la red nerviosa de los animales, los investigadores utilizaron un marcador fluorescente. Los resultados son inequívocos: las lesiones genómicas se acumulan durante las fases de actividad y disminuyen significativamente tras un periodo de sueño.
Para probar el vínculo de causalidad, el equipo provocó directamente daños en el ADN. La exposición de medusas a los ultravioletas o el tratamiento de anémonas con un agente químico mutagénico conlleva sistemáticamente una prolongación del sueño. Inversamente, favorecer el reposo mediante la melatonina reduce los niveles de daños. Este diálogo establece una relación directa entre la integridad del genoma neuronal y la necesidad de dormir.
Este descubrimiento sitúa el sueño en una perspectiva evolutiva fundamental. Antes de servir para la memoria o la cognición, habría emergido como un periodo de mantenimiento celular obligatorio para los primeros animales dotados de neuronas. Su riesgo aparente (la inmovilidad y por tanto la vulnerabilidad) estaría así compensado por un beneficio vital: preservar el capital genético de células nerviosas que, en su mayoría, no se renuevan. Esta función primordial se habría conservado a través de los tiempos, desde los fondos marinos hasta nuestra propia especie.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Nature Communications