Eidechsen könnten wie Menschen dösen.
Schlafende Eidechsen scheinen charakteristische Gehirnwellenmuster mit schlafenden Vögeln und Säugetieren zu teilen. Wenn dies zutrifft, deuten diese neuen Ergebnisse darauf hin, dass sich die Schlafmuster bei Menschen in einem gemeinsamen Vorfahren von Vögeln, Säugetieren und Reptilien entwickelt haben. Das würde bedeuten, dass diese Muster bereits vor etwa 300 Millionen Jahren existierten. Forscher berichteten über den Befund April 29 in der Wissenschaft.
Während des Schlafes wechseln die Gehirne von Säugetieren und Vögeln zwischen zwei Zuständen. Einer ist tiefer, langsamer Schlaf. Während dieser Phase zeigen Aufnahmen der elektrischen Aktivität des Gehirns gelegentliche Ausbrüche von großen, langsamen Wellen. Der andere Zustand wird Rapid Eye Movement oder REM-Schlaf genannt. Hier erscheinen Gehirnwellen klein und schnell, wie die eines wachen Gehirns. Die Augen eines Tieres zucken normalerweise während dieser Schlafphase schnell.
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“ Die vorherrschende Ansicht war, dass REM und Slow-Wave-Schlaf auf Säugetiere und Vögel beschränkt sind „, sagt Studienkoautor Gilles Laurent. Er ist Neurowissenschaftler am Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt. Viele Forscher denken, dass Vögel und Säugetiere getrennt dieses ähnliche Schlafmuster entwickelt haben, sagt Laurent. So waren er und seine Kollegen überrascht, die vertrauten Muster in den dösenden Eidechsen zu finden, die sie studierten, genannt australische Drachen (Pogona vitticeps).
„Wir haben diesen Zwei-Zustände-Schlaf in der Eidechse gesehen, den wir definitiv nicht erwartet haben“, sagt Studienkoautor Mark Shein-Idelson. Er ist ein weiterer Neurowissenschaftler am Max-Planck-Institut für Hirnforschung.
Die Forscher implantierten Sonden in die Drachen, um die elektrische Aktivität in ihrem Gehirn zu untersuchen. Dies ergab ein Muster von zwei abwechselnden Zuständen, als die Drachen schliefen. Ein Zustand sah aus wie Slow-Wave-Schlaf. Der andere sah aus wie REM-Schlaf.
Ihre Schlafzyklen waren jedoch einfach und schnell. Jeder Zyklus dauerte im Durchschnitt etwa 80 Sekunden. Tatsächlich radelten die Eidechsen jede Nacht hunderte Male durch diese Zustände. Im Gegensatz dazu dauern die Zyklen von Säugetieren viel länger – etwa 30 Minuten bei Katzen und bis zu dreimal so lange bei Menschen, sagt Laurent.
Auch die Augen der Drachen flackerten während ihres REM-ähnlichen Schlafes. Dies ist ein überzeugendes Zeichen dafür, dass Eidechsen wie Säugetiere schlafen, schließt Shein-Idelson.
Es gibt Zweifler
Einige Wissenschaftler sind jedoch anderer Meinung. Sie sagen, dass mehr Beweise benötigt werden, um zu beweisen, dass die Drachen wirklich Zwei-Staaten-Schlaf erleben.
„Es ist möglich, dass die Drachen mit geschlossenen Augen unbeweglich waren — aber wach“, sagt John Lesku. Er ist ein vergleichender Schlafforscher an der La Trobe University in Melbourne, Australien. Er war nicht an der Studie beteiligt. Die REM-Gehirnaktivität ähnelt der eines wachen Gehirns, stellt er fest.
Der Neurowissenschaftler Niels Rattenborg vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen war ebenfalls nicht Teil der neuen Studie. Augenbewegungen und Zuckungen der Gliedmaßen im REM-Schlaf können einem kurzen Erwachen ähneln, betont er. Weitere Beweise könnten helfen zu klären, ob die Drachen wirklich dösen, sagt er. Zum Beispiel, wenn eine Eidechse im REM-Schlaf zu sein scheint, sollte es schwierig sein, sie zu wecken.
Laurent sagt, dass schlummernde Eidechsen andere Beweise für Schlaf zeigten. Sie hatten weniger Muskelaktivität und niedrigere Herzfrequenzen. Forscher konnten die Tiere oft bewegen, ohne sie zu wecken. Und das Team sah im Laufe einer Nacht allmähliche Veränderungen der Gehirnwellenmuster. Zum Beispiel wurden die Schlafzyklen länger. Dies wäre unerwartet, wenn die Eidechsen tatsächlich aufwachen würden.
Wenn Eidechsen einen zweistufigen Schlaf erleben, kommt er wahrscheinlich von einem gemeinsamen Vorfahren aller Reptilien, Vögel und Säugetiere, sagt Laurent. Dieser kleine, eidechsenähnliche Vorfahr hätte vor etwa 300 bis 320 Millionen Jahren gelebt, sagt er. Damals waren alle Kontinente der Erde in einer riesigen Landmasse namens Pangaea
Eine noch ältere Kreatur könnte der wahre Begründer des Zwei-Staaten-Schlafes sein, sagt Laurent. Um diese Idee zu unterstützen, müssten die Forscher jedoch die gleichen Schlafmuster bei den entfernteren Verwandten von Säugetieren wie Fischen oder Amphibien finden.
Diese evolutionären Hinweise könnten gut für die Neurowissenschaften sein, sagt Lesku. „Indem wir untersuchen, wie sich Gehirnrhythmen entwickelt haben, könnten wir die Funktion dieser Rhythmen bei verschiedenen Tierarten, einschließlich uns selbst, besser verstehen.“
Power Words
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brainwave Ein elektrisches Signal, das durch die koordinierte Aktivität von Milliarden von Neuronen im Gehirn eines Tieres erzeugt wird. Wenn das Signal kartiert wird, sieht es normalerweise wellig oder stachelig aus.
evolution Ein Prozess, bei dem sich Arten im Laufe der Zeit verändern, normalerweise durch genetische Variation und natürliche Selektion. Diese Veränderungen führen normalerweise zu einem neuen Organismustyp, der besser für seine Umgebung geeignet ist als der frühere Typ. Der neuere Typ ist nicht unbedingt „fortgeschrittener“, sondern nur besser an die Bedingungen angepasst, unter denen er sich entwickelt hat.
evolve (adj. sich entwickelnd), Um sich allmählich über Generationen oder einen langen Zeitraum zu verändern. In lebenden Organismen beinhaltet die Evolution normalerweise zufällige Änderungen an Genen, die dann an die Nachkommen eines Individuums weitergegeben werden. Diese können zu neuen Merkmalen führen, wie veränderte Färbung, neue Anfälligkeit für Krankheiten oder Schutz davor oder anders geformte Merkmale (wie Beine, Antennen, Zehen oder innere Organe). Nichtlebende Dinge können auch als sich entwickelnd beschrieben werden, wenn sie sich im Laufe der Zeit ändern. Zum Beispiel wird die Miniaturisierung von Computern manchmal beschrieben, da sich diese Geräte zu kleineren, komplexeren Geräten entwickeln.
Landmasse Ein Kontinent, eine große Insel oder ein anderes zusammenhängendes Land.
Neurowissenschaften Wissenschaft, die sich mit der Struktur oder Funktion des Gehirns und anderer Teile des Nervensystems befasst. Forscher auf diesem Gebiet sind als Neurowissenschaftler bekannt.
Ornithologie Das wissenschaftliche Studium der Vögel. Experten, die auf diesem Gebiet arbeiten, werden als Ornithologen bezeichnet.
Pangaea (oder Pangaea) Der Superkontinent, der vor etwa 300 bis 200 Millionen Jahren existierte und aus allen heute gesehenen Hauptkontinenten bestand, zerquetscht zusammen.
REM-Schlaf Eine Schlafphase, die ihren Namen von der schnellen Augenbewegung oder REM hat, die auftritt. Menschen träumen im REM-Schlaf, aber ihr Körper kann sich nicht bewegen. Im Nicht-REM-Schlaf verlangsamen sich Atmung und Gehirnaktivität, aber die Menschen können sich immer noch bewegen.
Slow-Wave-Schlaf Auch als Tiefschlaf oder Non-REM-Schlaf bekannt. Dies ist die weitgehend traumlose Schlafphase, in der eine Person oder ein Tier am meisten Ruhe bekommt.