Sonno ed evoluzione: non “occorre” un cervello per dormire

Sembra paradossale, ma forse per dormire non è necessario avere un cervello, né un sistema nervoso. È quanto suggerisce uno studio condotto da un team di ricercatori giapponesi e coreani che potrebbe aiutare a comprendere l’origine evolutiva del sonno.

Gli scienziati hanno scoperto che delle piccole idre mostrano segni di uno stato simile al sonno nonostante la mancanza del sistema nervoso centrale e rispondono alle molecole associate al sonno negli animali più evoluti. Il lavoro è stato pubblicato dalla rivista Science Advances.

A settembre del 2017 uno studio americano pubblicato su Current Biology mostrava la capacità delle meduse, parenti delle idre (entrambe fanno parte del phylum Cnidaria), di dormire.

“Sulla base delle nostre scoperte e dei precedenti rapporti riguardanti le meduse, possiamo dire che l’evoluzione del sonno è indipendente dall’evoluzione del cervello”, afferma Taichi Q. Itoh, della Kyushu University, in Giappone, che ha diretto la ricerca.
Le idre sono animali che vivono in acqua, lunghi solo un paio di centimetri e dotati di una rete nervosa diffusa, senza però una centralizzazione associata a un cervello.

In genere il sonno viene monitorato misurando le onde cerebrali, in assenza di un cervello, i ricercatori hanno osservato il movimento delle idre: una riduzione del movimento rappresentava uno stato simile al sonno che può essere interrotto da un lampo di luce.

Hanno così scoperto che questi animali hanno un ciclo di quattro ore in cui si alternano stati attivi e stati simili al sonno e hanno osservato molte somiglianze relative alla regolazione del sonno a livello molecolare e genetico con gli animali più evoluti.

L’esposizione delle idre alla melatonina, per esempio , aumenta lievemente la quantità e la frequenza del sonno. Un’effetto dello stesso tipo, ma molto più evidente, è stato osservato con il neurotrasmettitore inibitorio GABA, un’altra sostanza chimica legata all’attività del sonno in molti animali.

La dopamina, che provoca eccitazione in molti animali, ha favorito invece il sonno nelle idre. “Alcuni meccanismi del sonno sembrano essere stati conservati, altri potrebbero aver cambiato funzione durante l’evoluzione del cervello”, suggerisce Itoh.

Vibrazioni e variazioni della temperatura disturbano il “riposo” delle idra e ciò provoca segni di privazione del sonno che fanno sì che gli animali dormano di più durante il ciclo successivo.

I ricercatori hanno analizzato l’espressione genetica in seguito alla privazione del sonno e hanno scoperto che questa condizione comporta cambiamenti nell’espressione di 212 geni, tra cui quello che codifica per la proteina chinasi 1 dipendente da cGMP (PRKG1), una proteina coinvolta nella regolazione del sonno in un’ampia gamma di animali, inclusi topi, moscerini della frutta e nematodi.

“Molte domande su come il sonno sia emerso nell’evoluzione restano senza risposta”, conclude Itoh, “ma le idre sono creature facili da maneggiare e rappresentano un buon modello per indagare ulteriormente i meccanismi che inducono il sonno negli animali senza cervello”.


Fonte: Science Advances