#论文新鲜读# 【演化 | 水母和海葵像人类一样睡觉】《自然-通讯》发表的一项研究显示,水母和海葵的睡眠模式与人类有明显相似性。研究结果支持了一种假说,即许多物种通过睡眠的演化,能预防与清醒有关的DNA损伤。
免费阅读论文:DNA damage modulates sleep drive in basal cnidarians with divergent chronotypes http://t.cn/AXGP4Nog
睡眠是整个动物界普遍存在的一种行为。除了其他多种益处外,睡眠已知在减少DNA损伤中起着关键作用,尤其是在大脑神经元中。神经元被认为在基部后生动物中演化而来,这是一个早期出现的动物种群,很像现生的海葵和水母(刺胞动物门)。仙后水母中曾记录过一种类似睡眠的状态,但这些生物体中“睡眠”的特异性架构及其作用一直不明。
以色列巴伊兰大学的Lior Appelbaum、Raphaël Aguillon和同事在实验室以及自然生境中分别研究了仙后水母(Cassiopea andromeda)的睡眠模式,并在实验室中单独观察了海葵(Nematostella vectensis)。他们发现,两种生物每天约有1/3的时间在睡觉,和人类相似。他们发现,水母能睡整夜觉(中午前后会短暂小睡),而海葵主要在白天睡觉。对这些睡眠模式机制的进一步研究显示,水母的睡眠受光线变化以及稳态睡眠驱动(身体追踪睡眠需求的内部机制)的控制。而海葵的睡眠受内部节律钟以及稳态睡眠驱动的调控。
作者指出,刺胞动物或是研究古代动物睡眠演化的一个良好模型。在这两种动物中,清醒和睡眠剥夺与神经元的DNA损伤增加有关,而自然或诱发的睡眠与DNA损伤减少有关。他们还指出,外部应激源引起的DNA损伤增加会导致生物体用更多睡眠来补偿。这些发现表明,睡眠在这些动物中可能演化成了一种能减少DNA损伤以及与清醒相关的细胞应激的机制。
倒挂睡眠中的仙后水母Cassiopea andromeda背视图, 图片来自Noa Maor。
