ödlor kan snooze som människor gör.
Sovande ödlor verkar dela distinkta hjärnvågmönster med sovande fåglar och däggdjur. Om det är sant, tyder dessa nya fynd på att sömnmönster hos människor utvecklats i en gemensam förfader till fåglar, däggdjur och reptiler. Det skulle innebära att dessa mönster redan fanns för cirka 300 miljoner år sedan. Forskare rapporterade upptäckten 29 April i Science.
under sömnen växlar hjärnan hos däggdjur och fåglar mellan två tillstånd. En är djup, långsam vågsömn. Under detta skede visar inspelningar av hjärnans elektriska aktivitet enstaka utbrott av stora, långsamma vågor. Det andra tillståndet kallas snabb ögonrörelse, eller REM, sömn. Här verkar hjärnvågor små och snabba, som de i en vaken hjärna. Ett djurs ögon rycker vanligtvis snabbt under denna sömnfas.
lärare och föräldrar, registrera dig för fuskbladet
Veckovisa uppdateringar som hjälper dig att använda vetenskapliga nyheter för studenter i inlärningsmiljön
”den rådande uppfattningen har varit att REM och långsam våg sömn är begränsad till däggdjur och fåglar”, säger studie medförfattare Gilles Laurent. Han är neurovetenskapsman vid Max Planck Institute for Brain Research i Frankfurt, Tyskland. Många forskare tror att fåglar och däggdjur separat utvecklade detta liknande sömnmönster, säger Laurent. Så han och hans kollegor blev förvånade över att hitta de välbekanta mönstren i de dozing ödlor de studerade, kallade Australiensiska drakar (Pogona vitticeps).
”vi såg denna tvåstatssömn i ödlan, som vi definitivt inte förväntade oss”, säger studieförfattaren Mark Shein-Idelson. Han är en annan neurovetenskapsman vid Max Planck Institute for Brain Research.
forskarna implanterade sonder i drakarna för att studera elektrisk aktivitet i hjärnan. Detta visade upp ett mönster av två alternerande tillstånd när drakarna sov. Ett tillstånd såg ut som långsam vågsömn. Den andra såg ut som REM-sömn.
deras sömncykler var enkla och snabba. Varje cykel varade i genomsnitt cirka 80 sekunder. Faktum är att ödlorna cyklade genom dessa stater hundratals gånger varje natt. Däremot håller däggdjurens cykler mycket längre-ungefär 30 minuter hos katter, och upp till tre gånger så länge hos människor, säger Laurent.
drakarnas ögon flimrade också under sin REM – liknande sömn. Detta är ett övertygande tecken på att ödlor sover som däggdjur, avslutar Shein-Idelson.
det finns tvivlare
vissa forskare är dock oense. De säger att mer bevis behövs för att bevisa att drakarna verkligen upplever tvåstatssömn.
”det är möjligt att drakarna var orörliga med slutna ögon — men vakna”, säger John Lesku. Han är en jämförande sömnforskare vid La Trobe University i Melbourne, Australien. Han var inte inblandad i studien. REM-hjärnaktiviteten liknar den hos en vaken hjärna, konstaterar han.
Neuroscientist Niels Rattenborg från Max Planck Institute for Ornithology i Seewiesen, Tyskland, var inte heller en del av den nya studien. Ögonrörelser och extremiteter i REM-sömn kan likna korta uppvakningar, påpekar han. Mer bevis kan hjälpa till att lösa om drakarna verkligen sover, säger han. Till exempel, när en ödla verkar vara i REM-sömn, bör det vara svårt att vakna.
Laurent säger att slumrande ödlor visade andra bevis på sömn. De hade mindre muskelaktivitet och lägre hjärtfrekvens. Forskare kunde ofta flytta djuren utan att väcka dem. Och laget såg gradvisa förändringar i hjärnvågmönster under en natt. Till exempel blev sömncyklerna längre. Detta skulle vara oväntat om ödlorna faktiskt vaknade.
om ödlor upplever tvåstegs sömn kommer det förmodligen från en gemensam förfader till alla reptiler, fåglar och däggdjur, säger Laurent. Den lilla ödlaliknande förfadern skulle ha levt cirka 300 miljoner till 320 miljoner år sedan, säger han. Då satt alla jordens kontinenter fast i en jätte landmassa som heter Pangaea
en ännu äldre varelse kan vara den sanna grundaren av tvåstatssömn, säger Laurent. Men för att stödja den här tanken skulle forskare behöva hitta samma sömnmönster hos däggdjurs mer avlägsna släktingar, som fisk eller amfibier.
dessa evolutionära ledtrådar kan vara bra för neurovetenskap, säger Lesku. ”Genom att studera hur hjärnrytmer utvecklades kan vi bättre förstå vilken funktion dessa rytmer spelar i olika typer av djur, inklusive oss själva.”
Power Words
(för mer om Power Words, klicka här)
brainwave en elektrisk signal som produceras genom den samordnade aktiviteten hos miljarder neuroner i hjärnan hos ett djur. När den kartläggs ser signalen vanligtvis vågig eller spikig ut.
evolution en process genom vilken arter genomgår förändringar över tid, vanligtvis genom genetisk variation och naturligt urval. Dessa förändringar resulterar vanligtvis i en ny typ av organism som är bättre lämpad för sin miljö än den tidigare typen. Den nyare typen är inte nödvändigtvis mer ”avancerad”, bara bättre anpassad till de förhållanden där den utvecklades.
evolve (ADJ. evolving) för att förändras gradvis över generationer, eller en lång tidsperiod. I levande organismer innebär evolutionen vanligtvis slumpmässiga förändringar av gener som sedan skickas vidare till en individs avkomma. Dessa kan leda till nya egenskaper, såsom förändrad färg, Ny mottaglighet för sjukdom eller skydd mot den, eller olika formade egenskaper (som Ben, antenner, tår eller inre organ). Icke-levande saker kan också beskrivas som utvecklande om de förändras över tiden. Till exempel beskrivs miniatyriseringen av datorer ibland när dessa enheter utvecklas till mindre, mer komplexa enheter.
landmassa en kontinent, stor ö eller annan kontinuerlig landmassa.
neurovetenskap som behandlar hjärnans struktur eller funktion och andra delar av nervsystemet. Forskare inom detta område är kända som neurovetenskapsmän.
ornitologi den vetenskapliga studien av fåglar. Experter som arbetar inom detta område är kända som ornitologer.
Pangea (eller Pangea) superkontinenten som fanns från cirka 300 till 200 miljoner år sedan och bestod av alla de stora kontinenterna som ses idag, klämde ihop.
REM-sömn en sömnperiod som tar sitt namn för den snabba ögonrörelsen, eller REM, som uppstår. Människor drömmer under REM-sömn, men deras kroppar kan inte röra sig. I icke-REM-sömn, andning och hjärnaktivitet långsam, men människor kan fortfarande röra sig.
slow-wave sömn även känd som djup sömn eller icke-REM-sömn. Detta är det i stort sett drömlösa sömnstadiet när en person eller ett djur får mest vila.