Les lézards peuvent dormir comme les gens.
Les lézards endormis semblent partager des schémas distinctifs d’ondes cérébrales avec les oiseaux et les mammifères endormis. Si c’est vrai, ces nouvelles découvertes suggèrent que les habitudes de sommeil des personnes ont évolué chez un ancêtre commun des oiseaux, des mammifères et des reptiles. Cela signifierait que ces modèles existaient déjà il y a environ 300 millions d’années. Les chercheurs ont rapporté la découverte le 29 avril dans Science.
Pendant le sommeil, le cerveau des mammifères et des oiseaux alterne entre deux états. L’un est le sommeil profond et lent. Au cours de cette étape, les enregistrements de l’activité électrique du cerveau montrent des rafales occasionnelles de grandes ondes lentes. L’autre état est appelé mouvement oculaire rapide, ou sommeil paradoxal. Ici, les ondes cérébrales apparaissent petites et rapides, comme celles d’un cerveau éveillé. Les yeux d’un animal se contractent généralement rapidement pendant cette phase de sommeil.
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» L’opinion dominante a été que le sommeil paradoxal et le sommeil à ondes lentes sont limités aux mammifères et aux oiseaux « , explique Gilles Laurent, coauteur de l’étude. Il est neuroscientifique à l’Institut Max Planck de recherche sur le cerveau à Francfort, en Allemagne. De nombreux chercheurs pensent que les oiseaux et les mammifères ont développé séparément ce modèle de sommeil similaire, explique Laurent. Ses collègues et lui ont donc été surpris de trouver les motifs familiers des lézards assoupis qu’ils ont étudiés, appelés dragons australiens (Pogona vitticeps).
« Nous avons vu ce sommeil à deux états chez le lézard, auquel nous ne nous attendions certainement pas », explique Mark Shein-Idelson, coauteur de l’étude. C’est un autre neuroscientifique de l’Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau.
Les chercheurs ont implanté des sondes dans les dragons pour étudier l’activité électrique de leur cerveau. Cela a donné lieu à un schéma de deux états alternés pendant que les dragons dormaient. Un état ressemblait à un sommeil à ondes lentes. L’autre ressemblait à un sommeil paradoxal.
Leurs cycles de sommeil étaient simples et rapides, cependant. Chaque cycle durait environ 80 secondes, en moyenne. En effet, les lézards traversaient ces états des centaines de fois chaque nuit. En revanche, les cycles des mammifères durent beaucoup plus longtemps — environ 30 minutes chez les chats et jusqu’à trois fois plus longtemps chez les humains, explique Laurent.
Les yeux des dragons clignotaient aussi pendant leur sommeil paradoxal. C’est un signe convaincant que les lézards dorment comme des mammifères, conclut Shein-Idelson.
Il y a des doutes
Certains scientifiques ne sont cependant pas d’accord. Ils disent que plus de preuves sont nécessaires pour prouver que les dragons connaissent vraiment un sommeil à deux états.
« Il est possible que les dragons étaient immobiles les yeux fermés — mais éveillés », explique John Lesku. Il est chercheur en sommeil comparatif à l’Université La Trobe à Melbourne, en Australie. Il n’a pas participé à l’étude. L’activité cérébrale REM ressemble à celle d’un cerveau éveillé, note-t-il.
Le neuroscientifique Niels Rattenborg de l’Institut Max Planck d’Ornithologie à Seewiesen, en Allemagne, ne faisait pas non plus partie de la nouvelle étude. Les mouvements oculaires et les contractions des membres en sommeil paradoxal peuvent ressembler à de brefs réveils, souligne-t-il. Plus de preuves pourraient aider à déterminer si les dragons dorment vraiment, dit-il. Par exemple, lorsqu’un lézard semble être en sommeil paradoxal, le réveiller devrait être difficile.
Laurent dit que les lézards endormis ont montré d’autres signes de sommeil. Ils avaient moins d’activité musculaire et une fréquence cardiaque plus faible. Les chercheurs pouvaient souvent déplacer les animaux sans les réveiller. Et l’équipe a constaté des changements graduels dans les schémas d’ondes cérébrales au cours d’une nuit. Par exemple, les cycles de sommeil se sont allongés. Ce serait inattendu si les lézards se réveillaient réellement.
Si les lézards connaissent un sommeil en deux étapes, il provient probablement d’un ancêtre commun à tous les reptiles, oiseaux et mammifères, dit Laurent. Ce petit ancêtre ressemblant à un lézard aurait vécu il y a environ 300 à 320 millions d’années, dit-il. À l’époque, tous les continents de la Terre étaient collés ensemble dans une masse terrestre géante appelée Pangée
Une créature encore plus âgée pourrait être le véritable fondateur du sommeil à deux états, dit Laurent. Mais pour soutenir cette idée, les chercheurs devraient trouver les mêmes habitudes de sommeil chez les parents les plus éloignés des mammifères, tels que les poissons ou les amphibiens.
Ces indices évolutifs pourraient être bons pour les neurosciences, dit Lesku. « En étudiant l’évolution des rythmes cérébraux, nous pourrions mieux comprendre la fonction que jouent ces rythmes chez différents types d’animaux, y compris nous-mêmes. »
Mots de puissance
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onde cérébrale Un signal électrique produit par l’activité coordonnée de milliards de neurones dans le cerveau d’un animal. Lorsqu’il est tracé, le signal semble généralement ondulé ou hérissé.
évolution Processus par lequel les espèces subissent des changements au fil du temps, généralement par variation génétique et sélection naturelle. Ces changements se traduisent généralement par un nouveau type d’organisme mieux adapté à son environnement que le type antérieur. Le nouveau type n’est pas nécessairement plus « avancé », mais mieux adapté aux conditions dans lesquelles il s’est développé.
évoluer (adj. évoluer) Pour changer progressivement au fil des générations, ou sur une longue période de temps. Chez les organismes vivants, l’évolution implique généralement des changements aléatoires de gènes qui seront ensuite transmis à la progéniture d’un individu. Ceux-ci peuvent conduire à de nouveaux traits, tels qu’une coloration altérée, une nouvelle sensibilité à la maladie ou une protection contre celle-ci, ou des caractéristiques de forme différentes (telles que les jambes, les antennes, les orteils ou les organes internes). Les choses non vivantes peuvent également être décrites comme évoluant si elles changent avec le temps. Par exemple, la miniaturisation des ordinateurs est parfois décrite comme ces appareils évoluant vers des appareils plus petits et plus complexes.
masse terrestre Un continent, une grande île ou une autre étendue de terre continue.
neurosciences Science qui traite de la structure ou de la fonction du cerveau et d’autres parties du système nerveux. Les chercheurs dans ce domaine sont connus sous le nom de neuroscientifiques.
ornithologie L’étude scientifique des oiseaux. Les experts qui travaillent dans ce domaine sont connus sous le nom d’ornithologues.
Pangée (ou Pangée) Le supercontinent qui existait il y a environ 300 à 200 millions d’années et était composé de tous les principaux continents vus aujourd’hui, écrasés ensemble.
Sommeil paradoxal Une période de sommeil qui tire son nom du mouvement rapide des yeux, ou REM, qui se produit. Les gens rêvent pendant le sommeil paradoxal, mais leur corps ne peut pas bouger. Dans le sommeil non paradoxal, la respiration et l’activité cérébrale ralentissent, mais les gens peuvent toujours se déplacer.
sommeil à ondes lentes Également appelé sommeil profond ou sommeil non paradoxal. C’est le stade du sommeil largement sans rêve où une personne ou un animal se repose le plus.