Tal como a anêmona-do-mar, as medusas, apesar de não possuírem cérebro, experimentam fases de repouso profundo que atendem a todos os critérios do sono. Esta descoberta fornece informações valiosas sobre este estado que ocupa cerca de um terço da nossa existência.
O trabalho, publicado na
Nature Communications, questiona a cronologia da evolução do sono. Ao contrário do que se supunha até então, sugere que o aparecimento do sono é, afinal, muito anterior ao desenvolvimento de um sistema nervoso centralizado. Ao observar estes animais, os investigadores rastrearam as raízes de um comportamento universal. Para isso, analisaram os ciclos de atividade e repouso, utilizando luzes infravermelhas ou aplicando perturbações controladas.
O sono nestes invertebrados pôde assim ser definido analisando quedas prolongadas e reversíveis da atividade motora, o limiar de reação a estímulos, mas também um fenómeno surpreendente observado após a privação de sono. Assim, descobriram que a medusa
Cassiopea andromeda e a anêmona
Nematostella vectensis dedicam cerca de oito horas por dia a este repouso.
O sono, uma necessidade celular antes de ser cerebral
A regulação deste ciclo apresenta mecanismos distintos, mostrando uma convergência evolutiva. Na anêmona, um relógio circadiano interno parece controlar a alternância entre vigília e sono. A medusa, em simbiose com algas fotossintéticas, é, por sua vez, mais sensível à alternância direta da luz. Esta diferença mostra que caminhos diferentes podem levar ao mesmo estado funcional. A administração de melatonina, hormona chave do sono nos vertebrados, também provoca a sonolência nestes animais.
A demonstração mais convincente reside na resposta à privação. De facto, quando os investigadores perturbam o sono das medusas agitando a água do aquário, estas apresentam no dia seguinte uma duração de repouso aumentada para o dobro. Esta necessidade indica que o sono cumpre uma função fisiológica não negociável, essencial para a sobrevivência.
A reparação do ADN, função original do repouso
O objectivo desta manutenção aparece claramente ao nível celular. Os neurónios, pela sua intensa atividade elétrica e metabolismo elevado, são particularmente sujeitos a danos no ADN durante a vigília. Para visualizar estas quebras na rede nervosa dos animais, os investigadores usaram um marcador fluorescente. Os resultados são inequívocos: as lesões genômicas acumulam-se durante as fases de atividade e diminuem significativamente após um período de sono.
Para testar a relação de causalidade, a equipa provocou diretamente danos ao ADN. A exposição de medusas aos raios ultravioleta ou o tratamento de anêmonas com um agente químico mutagênico leva sistematicamente a uma prolongação do sono. Inversamente, promover o repouso através da melatonina reduz os níveis de danos. Este diálogo estabelece uma relação direta entre a integridade do genoma neuronal e a necessidade de dormir.
Esta descoberta reposiciona o sono numa perspetiva evolutiva fundamental. Antes de servir a memória ou a cognição, teria surgido como um período de manutenção celular obrigatória para os primeiros animais dotados de neurônios. O seu risco aparente (a imobilidade e, portanto, a vulnerabilidade) seria assim compensado por um benefício vital: preservar o capital genético das células nervosas que, na sua maioria, não se renovam. Esta função primordial teria sido conservada através das eras, desde os fundos marinhos até à nossa própria espécie.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Nature Communications