Un estudio parece demostrar que las medusas duermen a pesar de carecer de cerebro.
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Todos los vertebrados duermen. Es más, todos los animales relativamente complejos parecen dormir, desde la mosca de la fruta a la ballena azul pasando por ratones y peces. Pero, ¿duermen todos los animales, incluso los más simples?
El propósito evolutivo y origen de este comportamiento animal es uno de los grandes misterios de las neurociencias. Los científicos no pueden explicar como los animales caen en manos de Morfeo durante una gran parte del día, siendo así vulnerables a los depredadores y sin poder comer, aparearse o beber durante ese tiempo. No parece que sea un rasgo que se conserve por evolución, a no ser que produzca beneficios que superen estos inconvenientes.
Entre las hipótesis que se han propuesto que explicarían esos beneficios estarían la limpieza de toxinas de las células del cerebro, conseguir un tiempo para fijar los recuerdos en la memoria o prepararse mejor para un nuevo día.
Un estudio reciente señala que incluso unos animales que no tienen cerebro, como las medusas, también necesitan dormir y que, como las personas, nada más despertarse tienen dificultades para moverse.
A diferencia de otros animales, las medusas en general y las medusas del género Cassiopea en las que se basa este estudio no tienen sistema nervioso central, aunque sí tengan sistema nervioso. Es decir, no tienen cerebro. Básicamente, poseen una red de nervios ubicada en la epidermis a través de la cual interactúan con el medio. El que duerman no deja de ser algo sorprendente al carecer de cerebro. Es el primer ejemplo que se ha encontrado de animal sin cerebro que duerma.
Como las medusas están muy abajo en el árbol filogenético animal, el resultado sugiere que la capacidad de dormir tuvo que aparecer por evolución muy pronto, incluso antes de que apareciera el cerebro.
Paul Sternberg (California Institute of Technology), investigador principal del proyecto, quería saber con este estudio si todos los animales duermen.
Todos los vertebrados duermen y se sabía de algunos invertebrados que también lo hacen, como las moscas de la fruta. Además, Sternberg había afirmado que el gusano Caenorhabditis elegans también duerme, pero de esto no todo el mundo estaba convencido. Sobre otros animales más primitivos aún, como las medusas, no se sabía nada. ¿Cómo de mínimo debe ser una sistema nervioso para que se pierda la capacidad de dormir? Así que Sternberg decidió investigarlo. Para ello recabó la ayuda de Michael Abrams, Claire Bedbrook, Ravi Nath y Lea Goentoro.
Como objeto de estudio eligieron medusas del género Cassiopea, animal de muy pocas centímetros que vive en ciénagas, manglares y otras aguas someras. Las medusa de este género portan algas en el interior de sus cuerpos para que les provea de nutrientes de una menara similar a como hacen los corales. Estas medusas se posan en lecho marino boca abajo con los tentáculos hacia arriba para recibir luz, por lo que parecen coliflores. Estos investigadores dispusieron de unos cuantos ejemplares en una acuario de 35 litros de agua marina.
Los investigadores necesitaban mostrar que estos animales tenían un periodo de baja actividad en donde se redujera su respuesta a los estímulos. Este comportamiento debía estar condicionado por la necesidad de ser alcanzado cuanto más activo ha estado el animal y que la reducción de este periodo de inactividad debía ser seguido de un periodo con mayor descanso.
Como otras medusas, esta especie también se contrae y relaja rítmicamente [1]. Sternberg y sus colaboradores se preguntaron si este comportamiento se daba siempre de manera continua o si había periodos de “descanso” en el que la frecuencia de pulsos fuera menor. Así que grabaron en vídeo durante todo un día a estas medusas y luego contaron manualmente el ritmo de pulsos por minuto.
Descubrieron que durante la noche las medusas pulsaban menos frecuentemente, lo que interpretaron como que dormían. Así que. Para confirmarlo, crearon un programa de análisis de imagen que se encargaría de calcular la frecuencia de pulso de 23 medusas a la vez durante seis días consecutivos. Efectivamente, la actividad de las medusas caía por la noche, como habían sospechado. Por la noche pulsaba 39 veces por minuto, frente a las 60 por minuto cuando estaban “despiertas”.
También comprobaron que “despertaban” rápidamente cuando dejaban caer comida en el acuario. Según Sternberg, es como el olor del café recién hecho por la mañana que te despierta, es como una señal que dice a la medusa que la noche ha terminado y que hay que despertarse. Esto indicaría que están dormidas, no en coma o con algún tipo de parálisis.
A esta especie no le gusta flotar en el agua, si por cualquier circunstancia algo así ocurre, entonces rápidamente se van al fondo para posarse sobre él [2]. Así que engañaron a unas cuantas medusas con un truco en el que utilizaron un tubo de PVC con una malla para hacerlas creer que estaban en el fondo del acuario, pero al cabo de un tiempo, se las llevaba lejos del fondo y se las dejaba caer. Descubrieron que, en este caso, si están “dormidas” la operación de vuelta al fondo les llevaba mucho más tiempo que cuando estaban “despiertas”. Esto lo interpretan como que al despertarse, al igual que los humanos, están un tanto groguis y torpes.
Otra prueba de que las medusas duermen la consiguieron poniendo unos chorros de agua pulsada en el fondo que se activaban durante 6 de las 12 horas de las que constaba la noche. Con ello pretendían perturban el sueño de estos animales. Descubrieron que a la mañana siguiente estaban menos activas, pero volvían a ser las mismas de siempre cuando conseguían dormir bien de nuevo.
Como prueba final administraron a las medusas melatonina, que es una sustancia que induce el sueño en humanos, y entonces las medusas entonces se dormían.
La pega que algún investigador ha puesto es que, quizás, el fenómeno se deba a otros mecanismos, por ejemplo, a que la frecuencia de pulsación esté controlada por la mayor o menor presencia de luz. Aunque muchos otros apoyan los resultados y conclusiones de este estudio.
Los resultados indican que Cassiopea duerme. Pero las medusas, a pesar de su carencia de cerebro, sí tienen neuronas y un sistema nervioso rudimentario. La pregunta es si otros animales que carezcan de neuronas también duermen, como las esponjas, o si seres como los protozoos lo hacen de algún modo. Puede que ni siquiera se necesite más de una célula para dormir. Esto es algo que el grupo de Sternberg quiere ahora investigar.
Además ya han empezado a buscar los genes antiguos que pueden estar detrás del control del sueño para así encontrar alguna pista sobre cómo apareció originalmente este comportamiento por evolución.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5710 [3]
Fuentes y referencias:
Artículo original. [4]
Foto: Caltech.