Una medusa Cassiopea descansa boca abajo sobre arena negra y pulsos, contrayendo y relajando rítmicamente su campana. Por la noche, Las medusas de Cassiopea pulsan con menos frecuencia, una pista de que están durmiendo, informe de los investigadores. Crédito:Caltech
Las medusas duermen como el resto de nosotros. Como humanos ratones, peces y moscas, la medusa al revés Cassiopea exhibe los signos reveladores del sueño, los científicos informan el 21 de septiembre, 2017 en la revista Biología actual . Pero a diferencia de otros animales que duermen, las medusas no tienen un sistema nervioso central.
"Es el primer ejemplo de sueño en animales sin cerebro, "dice el coautor del estudio Paul Sternberg, investigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) en el Instituto de Tecnología de California. Los hallazgos empujan el origen del sueño más abajo en el árbol evolutivo de la vida, hasta antes de la aparición de un sistema nervioso centralizado.
Los científicos han debatido durante mucho tiempo por qué duermen los animales. Las teorías involucran todo, desde la memoria hasta el aprendizaje y la recuperación celular. Pero Sternberg quería responder algo aparentemente mucho más básico. La gran pregunta él dice, es "¿Duermen todos los animales?"
Es un tema controvertido. Todos los vertebrados que los científicos han estudiado duermen, pero sigue siendo un misterio si lo mismo ocurre con los invertebrados. Los investigadores han demostrado que las moscas de la fruta duermen, y Sternberg y otros han argumentado que un gusano redondo llamado Caenorhabditis elegans también lo hace. Pero no todo el mundo está convencido. Y dormir en animales más primitivos, como esponjas y medusas, es aún más nebuloso. "Queríamos resolver esto de una vez por todas, "Dice Sternberg.
Su estudiante de posgrado, Ravi Nath, se asoció con amigos en Caltech que estudiaron Cassiopea , una medusa en su mayoría estacionaria nativa de las marismas, manglares, y otros cálidos, aguas poco profundas. La bióloga de Caltech Lea Goentoro tenía tanques de medusas que vivían en agua de mar artificial en su laboratorio. Cassiopea no parecen medusas típicas, son del tamaño de un dólar de plata, manchado de pigmento negro, y descansar boca abajo en el fondo del mar. Con tentáculos enrollados sobre cuerpos en forma de campana, las jaleas se asemejan a cabezas de coliflor en miniatura. Pero pulsan como otras medusas, contraerse y relajarse a un ritmo constante, y Nath y sus colegas se preguntaron si el comportamiento era continuo.
"Entramos por la noche y los grabamos con un iPhone, ", dice. Después de registrar las medusas durante un minuto por la noche y durante el día y contar manualmente los pulsos individuales, el equipo tuvo su primera pista de que Cassiopea podría estar durmiendo:Pulsaban con menos frecuencia por la noche. Luego, los investigadores crearon un programa de procesamiento de imágenes para contar los pulsos de 23 medusas durante seis días y noches consecutivas. La actividad pulsante disminuyó por la noche, como los investigadores habían observado anteriormente, pero un poco de comida en los tanques podría despertar rápidamente a las gelatinas.
"Es como el olor a café impregnando tu conciencia por la mañana, ", Dice Sternberg. Un despertar tan fácil es una señal de que Cassiopea El comportamiento lento durante la noche se debe al sueño, ni parálisis ni coma.
Los investigadores detectaron una segunda señal de sueño después de que se cayeran al suelo las medusas adormiladas. El equipo colocó Cassiopea dentro de una tubería de PVC con un fondo de malla y luego sumergí la tubería en el tanque, de modo que las gelatinas sumergidas descansaran sobre la malla en lugar del piso del tanque. Luego, los investigadores bajaron la tubería más profundamente en el tanque, obligando a las gelatinas a levantarse de la malla y flotar en aguas abiertas. No les gusta eso Sternberg explica. Durante el día, Cassiopea Pulsarán rápidamente sus campanas y nadarán hacia abajo para descansar en la malla nuevamente. Pero de noche les toma aproximadamente tres veces más comenzar a pulsar. Es como si las medusas estuvieran un poco atontadas él dice. Esta respuesta retardada a la estimulación es típica de los animales dormidos.
Las medusas Cassiopea pueden nadar, pero prefieren permanecer inmóviles en el fondo del mar (o del tanque), con sus campanas en el suelo, y sus tentáculos flotando sobre ellos. Crédito:Caltech
Y como otros animales durmientes, si las gelatinas pasan toda la noche, lo pagan a la mañana siguiente. Nath y sus colegas emitieron pequeños chorros de agua a Cassiopea durante seis o 12 horas por la noche, y luego contó las legumbres al día siguiente. Son menos activos después de perder el sueño. Nath dice:pero "después de que se recuperen de su sueño, vuelven a la normalidad ".
Los resultados sugieren que Cassiopea de hecho duerme, pero para Sternberg, el trabajo también está generando más preguntas. "¿Necesitas neuronas para dormir?" él pide. "¿Necesitas más de una celda para dormir?" Le gustaría estudiar esponjas o incluso protozoos unicelulares, siguiente y tal vez retrasar aún más el origen del sueño.