Sen jest niezbędny dla dużej części przedstawicieli królestwa zwierząt – przypomnieli badacze z Hiszpańskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych. W nocy uruchamiane są mechanizmy naprawy neuronów i różnych tkanek, które pomagają organizmowi zregenerować się po codziennej aktywności.

Choć jest to ryzykowny proces, śpiące organizmy są bardziej narażone na atak drapieżników, to zjawisko snu występuje nawet u bezkręgowców.

Do tej pory nie było jednak wiadomo, czy inne, bardziej pierwotne grupy organizmów pozbawione neuronów, takie jak koralowce, wykazują jakąkolwiek formę nocnego odpoczynku.

Badanie opisane na łamach magazynu „Cell Host & Microbe” pokazało, że nocą także koralowce śpią.

Według badaczy wskazuje to, że sen jest wyraźnie starszym mechanizmem ewolucyjnym niż dotąd sądzono - już miliardy lat temu mógł odgrywać istotną rolę w utrzymywaniu równowagi w relacjach między gospodarzem a mikroorganizmami.

Badania przeprowadzono na żywej rafie koralowej u wybrzeży wyspy Curaçao na Morzu Karaibskim, na koralowcu Pseudodiploria strigosa, w którym żyje symbiotyczny glon Breviolum. W czasie regularnych nurkowań badacze analizowali te organizmy za dnia i nocą.

„P. strigosa śpi przez jedną trzecią doby, podobnie jak ludzie, a cykl dnia i nocy reguluje jego zegar biologiczny, zwany rytmem dobowym” – wyjaśnił Bradley Allen Weiler, autor badania.

Gdy zapada ciemność, koralowce uruchamiają mechanizmy naprawy DNA uszkodzonego w ciągu dnia.

W świetle dziennym ich symbionty przeprowadzają fotosyntezę wewnątrz komórek koralowca. W jej wyniku powstaje odżywcza materia organiczna, ale jednocześnie wytwarzane są reaktywne formy tlenu, mogące uszkadzać zarówno tkanki, jak i materiał genetyczny gospodarza.

W czasie snu koralowca, zamieszkujące go glony pozostają aktywne, choć ze względu na brak światła nie prowadzą już fotosyntezy.

Bez snu symbioza koralowców z glonami byłaby więc dla nich toksyczna – podkreślili badacze.

„Możliwe, że te mikroorganizmy zostały uwięzione wewnątrz komórek koralowców miliardy lat temu i że ten kontakt doprowadził do powstania relacji obopólnie korzystnej. Jednak takie związki nie są intencjonalne i jeśli są utrzymywane, to dzięki pewnym mechanizmom kontroli i równowagi” – dodał kierujący pracami Javier del Campo.

Według naukowców odkrycie może pomóc w kształtowaniu strategii odbudowy raf, polegających na hodowli koralowców poza ich naturalnym środowiskiem i ich późniejszym ponownym wprowadzaniu do oceanu.

„Teraz lepiej rozumiemy fizjologię koralowców, wielkich architektów ekosystemów morskich” – uważa dr Weiler.

Badanie może również pomóc ustalić, w jaki sposób mikroorganizmy wpływają na reakcję tych zwierząt na zmiany klimatu.

Jednocześnie potwierdza, że sen jest pradawnym mechanizmem obecnym już u pierwszych zwierząt miliardy lat temu i że służy naprawie DNA oraz tkanek uszkadzanych w trakcie codziennej aktywności.

„Często myślimy, że tylko zwierzęta posiadające mózg muszą spać, ale wszystkie istoty żywe w jakiś sposób muszą się regenerować. Ustanowienie wewnętrznego rytmu, który to umożliwia, jest bardzo starą i niezwykle skuteczną strategią ewolucyjną” – powiedział prof. del Campo.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/