Sobre el origen del sueño
Desde el punto de vista evolutivo, el sueño sería anterior a la aparición del sistema nervioso central.
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En la película de 1984 «2010: odisea 2» (2010: The Year We Make Contact) el doctor Chandra va a desactivar algunos circuitos de la computadora SAL-9000, gemela de HAL-9000, para saber qué pudo pasar con la misión Discovery en 2001. Cuando se lo propone se da esta conversación entre los dos:
SAL-9000: ¿Soñaré?
Dr. Chandra: Desde luego que lo harás. Todos los seres inteligentes sueñan. Nadie sabe por qué. Quizás sueñes con Hall… tal y como frecuentemente lo hago yo.
Se sabe que los mamíferos y las aves sueñan, pero no todos los animales parecen hacerlo. Sin embargo, todos los animales, incluso algunos de los más pequeños e insignificantes, sí que duermen, aunque no tengan una fase de sueño paradójico. Parece que todos los animales lo necesitan, incluidos los humanos.
Si no dormimos, en poco tiempo cualquier tarea, o simplemente pensar, se torna extremadamente difícil. Tras la pausa reparadora, las funciones de nuestro cerebro vuelven a ser las habituales. Pero, ¿cuándo y por qué los animales empezaron a tener la necesidad de dormir?, ¿qué fue primero?, ¿el sueño o el cerebro?
Un estudio reciente nos podría ayudar a comprender el origen evolutivo de esta necesitad en los animales. Al parecer, la pequeñas hidras no solamente parecen tener un estado similar al sueño (lamentablemente en castellano esta palabra tiene distintas acepciones, a partir de ahora tomaremos la equivalente a dormir sin más) pese a carecer de sistema nervioso central (cerebro), sino que, además, responden a moléculas asociadas con el sueño en la mayoría de animales superiores.
«Ahora tenemos pruebas de que los animales adquirieron la necesidad de dormir antes de tener cerebros», dice Taichi Q. Itoh (Kyushu University).
Aunque se ha podido descubrir recientemente que la medusas también duermen, sobre sus parientes las hidras (filo Cnidaria) se desconocía que así fuera hasta este estudio. En la investigación se descubrió que varias sustancias químicas que inducen el sueño en animales, incluidos humanos, tienen un efecto similar en las hidras (Hydra vulgaris).
Según Itoh, basándose en estos resultados y en los resultados anteriores sobre las medusas, se puede afirmar que la evolución de la capacidad de dormir es independiente de la evolución del cerebro.
Según este investigador, muchas cuestiones permanecen sin resolver acerca de la emergencia del sueño en animales, sin embargo las hidras proporcionan un modelo de investigación sencillo que permitirá realizar futuras investigaciones sobre cómo se produce en detalle el sueño en animales sin cerebro y que estas ayuden a resolver esas cuestiones.
Las hidras miden unos dos centímetros de largo y poseen un red de nervios difusa, pero carecen de un sistema nervioso central al que podamos llamar cerebro.
Se suele estudiar el sueño midiendo las ondas cerebrales, pero esta opción no era posible con las hidras. Así que estos investigadores idearon un sistema de vídeo que seguía el movimiento de las hidras para así saber si había lapsos de tiempo en los que descansaba y si había cambios cuando ese estado era interrumpido, por ejemplo, por un destello de luz.
En lugar de exhibir un ciclo circadiano de 24 horas, los investigadores descubrieron que las hidras tienen un ciclo de 4 horas de actividad y estados de descanso.
Además descubrieron muchas similitudes a nivel químico y genético en la regulación del sueño con el resto de los animales. Esta regulación se realiza a través de varias sustancias ya conocidas por regular el sueño en animales superiores. Lo fascinante de este caso es que estas sustancias parecen operar de la misma manera pese a que las hidras carecen de cerebro.
Así, por ejemplo, cuando se expuso las hidras a la melatonina (una ‘ayuda’ para dormir usada frecuentemente) se observó que aumentaba la frecuencia y periodo de sueño en estos animales. Cuando se les administró el neurotransmisor GABA (inhibidor de sueño en muchos animales) las hidras aumentaron su mucho su periodo de sueño. La dopamina, que causa excitación en animales, también promovió en sueño en hidras.
Según Itho, mientras que algunos mecanismos químicos de este tipo parecen tener el mismo efecto en hidras y animales superiores, por lo que parece que se han conservado tal cual durante la historia evolutiva, otros parecen haber cambiado de función en el transcurso de la evolución de los animales.
Los investigadores también interrumpieron el sueño de las hidras con vibraciones y cambios de temperatura para así inducir en las hidras un estado de «privación de sueño». Descubrieron que esto hacía que las hidras prolongaran su periodo de sueño en los días sucesivos y suprimía la proliferación celular. Esta privación de sueño incluso daba lugar a cambios en la expresión de 212 genes, incluido uno relacionado con PRKG, una proteína relacionada con la regulación del sueño en una amplia gama de animales, incluidos ratones, moscas de la fruta y nematodos.
Otros genes de la mosca de la fruta relacionados con la alteración del sueño parecen compartir un origen evolutivo con los genes relacionados con la alteración del sueño en las hidras. Además, una investigación futura en algunos de esos 212 genes podría dar lugar al descubrimiento de genes que tengan funciones similares en animales con cerebro.
«Tomados todos los indicios juntos, estos experimentos proporcionan una prueba fuerte de que los animales adquirieron mecanismos relacionados con el sueño antes de que se dieran por evolución el desarrollo de un sistema nervioso central y muchos de estos mecanismos fueron conservados según los cerebros evolucionaban», añade Itoh.
Copyleft: atribuir con enlace a https://neofronteras.com
Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: Taichi Q. Itoh, Kyushu University.
16 Comentarios
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lunes 11 enero, 2021 @ 11:39 am
Tras desearle lo mejor a Neo y a todos los compañeros para este 2021 -que barrunto no va a librarnos de nuestros mayores males- quisiera señalar que, tras leer el artículo, el resumen inicial debiera decir: «… evolutivo el dormir sería…». Y lamento empezar así, pero no lo puedo evitar; cada uno es como es: inapelable verdad.
Abrazos.
lunes 11 enero, 2021 @ 12:48 pm
¡Gracias! Igualmente, estimado Tomás.
He añadido una coma, creo que queda mejor así.
Un saludo
lunes 11 enero, 2021 @ 5:41 pm
No pasa nada, Tomás, yo te puntualizo a ti: sí te ha tocado la lotería del Niño porque no has jugado. «Tocar» es recibir un premio, es decir, no perder dinero, teniendo en cuenta que la ganacia estadística media de la lotería es negativa (como que un nosecuantos % es para el estado, mucho más que el 1/19 de la banca de la ruleta), tú has ganado exactamente 0 no jugando, mucho más que la ganancia media que es negativa. Parece una risa, pero no lo es en absoluto.
Y respecto al artículo, es de esas veces que me dejan sin palabras. Yo esperaba que el sueño estuviese relacionado con la con(s)ciencia, puedo suponerle tal cosa a una hidra, si es viable incluso a niveles rudimentarios, chi lo sà, pero tiene visos de que nuestro ni la más fruta idea es muchísimo más fruta de tragaperras que lo que nos temíamos. Me deja muy chocado porque además, es obvio que ciclo del sueño en seres más recientes evolutivamente hablando está sincronizado con el ciclo día-noche, ¿en un exomundo con rotación de seis horas, pongamos, se vive cual las hidras? ¿Y en uno con dos meses? ¿En un mundo océano subterráneo?
Parece que no es la con(s)ciencia lo que pide ciclos de sueño, sino un estado evolutivo donde el metabolismo está por encima de algún umbral de complejidad. Creo que podemos ir admitiendo que las plantas, a su manera, también duermen. Y respecto a la ambigüedad fonética del castellano respecto a somniu/somnu, también parece que primero fue el dormir y ahí se asentó el soñar. No nos podemos quejar, dos misterios por el precio de uno.
Me he quedado tentado con meter a la MC por el medio pero sería mucho desbarre empezar el 20/21 a lo Trump. También me sumo a los buenos deseos, digamos que esperemos no tener que echar de menos al 2020.
martes 12 enero, 2021 @ 11:57 am
¡Algo es algo, querido Neo! Pero no logro entender un párrafo: por ir más rápido el 5º empezando por el final, que dice: «Así, por ejemplo… promovió el sueño en hidras». Según dice, la melatonina aumenta la frecuencia y periodo de sueño -siempre en las hidras-; cuando se les administró GABA, también aumentó, y mucho, su periodo de sueño, a pesar de ser un inhibidor del mismo en general y, por último la dopamina también les promovió el sueño, cuando es un excitante. Es decir, que solo la melatonina les ayuda a dormir. ¿Es correcto? Quizá echando mano del final del siguiente párrafo: «… otros parecen haber cambiado de función…» se comprenda el anterior.
Y cuando se me duerme una pierna, que no tiene cerebro, ¿deberé informar al DoctorItoh? Esta difícil pregunta se la dedico a nuestro
extraordinario Dr que me ha convencido de que al menos me ha tocado algo en la lotería no jugada.
Abrazos.
martes 12 enero, 2021 @ 4:36 pm
Tomás, si se te duerme una pierna, ve poniendo a dormir la otra cuando despierte la primera; luego un brazo y después el otro. Cuando llegue la hora de irte a dormir, tendrás como un 30% de sueño adelantado y te podrás levantar unas horas más temprano. Con ese tiempo extra, diviértete como quieras.
Ahora en serio, lo interesante sería saber si durante el sueño de las hidras (suena a novela) existe mayor tasa de reparación celular, como parece que ocurre con animales superiores. Se dice que se acelera la cicatrización, por ejemplo, y que el envejecimiento también, como efecto secundario indeseable.
miércoles 13 enero, 2021 @ 1:03 pm
Estimado Tomás:
Esos son unos ejemplo de como esas sustancias alteran el sueño de la hidra en algún sentido. En esta tabla se representan los resultados:
https://advances.sciencemag.org/content/advances/6/41/eabb9415/F3.large.jpg?download=true
viernes 15 enero, 2021 @ 11:07 am
Eso de miembros dormidos creo (creo) que tiene que ver con falta de circulación por tenerlos inmovilizados demasiado tiempo en una postura fija, en ausencia de problemas que requieren control médico. No se le ve conexión, porque cuando el cuerpo entra en sueño parece que es un mecanismo complejo y coordinado disparado por unos procesos concretos y que funciona a través de una cascada de mecanismos. Pero quién sabe, la evolución es como un sistema judicial (más parecido al puramente romano o a la Common Law, de todos los que estamos familiarizados), nadie sabe si una ley del siglo XIII sigue estando en vigor hasta que se comprueba que sí. De hecho, evolutivamente hablando, somos cazadores-recolectores, lo que implica que posiblemente estar inmóviles un lapso de tiempo considerable podría ser necesario, acechando a la presa, mal rollo si cuando uno sale detrás de ella se le duerme una pierna y provoca un efecto ridículo que hace reír al resto de cazadores y se desbarata el negocio. Claro que con la evolución nunca se sabe, igual es un mecanismo precisamente para penalizar el estar totalmente inmóvil (ciertas posturas sólo, parece ser). Pero existen multitud de cazadores que están inmóviles muchísimo tiempo (pero no sabemos si experimentan entumecimiento de partes de su cuerpo).
Todo esto pasa porque tenemos cuerpos complicados que se mueven de formas no tan intuitivas como pudiera parecer. El problema del galopar de los caballos no se resolvió hasta la invención de la fotografía, o la industria aeronáutica aprendiendo continuamente de los pájaros. No creo que ni los mismísimos Darwin o Wallace llegasen a tenor un atisbo de cómo la biología se «pega» a la realidad y lo… enormemente complejo que es todo esto.
viernes 15 enero, 2021 @ 6:51 pm
Sin duda que existe alguna razón que aún no conocemos, para que la evolución haya hecho emerger la necesidad del sueño en seres vivos “pre-cerebro”, aparentemente tan temprano en la historia de la vida ya que parece contra intuitiva la necesidad de entrar en una especie de “modo suspendido” cuando este estado (el de dormido) sin dudad que favorece al depredador y deja vulnerable al dormido o adormecido, obviamente.
Puede ser simplemente que el sistema nervioso, desde un principio fue “diseñado” por la evolución con la necesidad de pausarse periódicamente para evitar que se sobrecargue, ya que este sistema, así se trate del más primitivo, simple, básico y elemental, es el más complejo entre los que conforman lo que llamamos un animal. Luego, simplemente, como los depredadores también requieren pausarse periódicamente, se llegó a un equilibrio, sobreviven suficientes presas y depredadores, y así llegamos hasta hoy.
domingo 17 enero, 2021 @ 10:30 am
No consigo, querido Neo, acceder a la página que me aconsejas. Siempre me dice «comprobando seguridad» o algo así. Gracias de todas formas.
Aunque me salgo del tema, la cosa me parece tan importante que no puedo guardármela: Creo que fue anteayer (desde luego en esta última semana) cuando murió el último langur chato de pelo rojo -rhinopithecus roxellana-. Ya sé que casi cada día alguna especie desaparece, pero no suelen ser primates, si bien varios de ellos están ya en peligro cierto. En Wikipedia aparece como amenazado, pero nada más. Lo que más me asombra de este animalito es que, viviendo en las nieves de las montañas de china, con un abundante pelaje para, precisamente, estar adaptado al frío, su nariz sea tan diminuta que no sé como se las apañaría para calentar el aire antes de que llegase a sus pulmones. En fin, que nos estamos cargando la vida a una velocidad de vértigo.
Ya volveré a dormir-soñar en otro comentario con más ánimo.
Un abrazo.
martes 19 enero, 2021 @ 12:19 am
Veo que, ciertamente, ya es tarde para esos langures, querido amigo Tomás:
https://www.nationalgeographic.com.es/mundo-ng/grandes-reportajes/langures-chatos-monos-viven-altitud_3805
Mi más sentido pésame.
martes 19 enero, 2021 @ 10:39 am
El animalito infantil que inicia el sitio donde señalas de National Geographic, es tan delicado y bello como pueda ser un niño. Diría que alguna de las zonas donde vivía eran Patrimonio de la Humanidad o algo así, aunque su madera había sido muy esquilmada.
Resulta que no sé qué término es más acertado para «infantil» en animales, porque el Diccionario de la RAE lo aplica a niños e incluso a «cosas» tales como empresas, pero no a animales; tampoco «infancia». Quizá lo más propio sería «cachorro» o, en este caso, «cachorrito», por su gran atractivo que movería a acariciarlo con ternura.
Y volviendo, de alguna manera ,al artículo , recuerdo que hace unos días fue el aniversario del nacimiento de Martin Luther King: «I have a dream…». Los míos, quizá demasiados, son distintos: conciencia universal de la realidad del Cambio Climático, decisión de las naciones para limpiar el mundo de toda la basura existente, arresto de los señores de la guerra, fin de los gastos militares, minoración de la población mundial, justicia, paz, etc. Sueños imposibles, vamos…, al menos durante lo que me queda de vida.
Gracias por tu empatía, querido amigo Miguel.
jueves 21 enero, 2021 @ 12:08 am
El enlace también lo ponía porque ofrece respuesta a lo que te preguntabas sobre su nariz achatada, amigo Tomás: si fuera prominente podría congelarse. Supongo que en el interior de la nariz disponían de un buen sistema para generar turbulencias en el aire inspirado, en lentecerlo y darle tiempo para que se caliente.
En cuanto a esos sueños que detallas, como dice Neo en la última noticia que ha publicado, la pandemia es un buen ejemplo de nuestra lentitud de reacción. Somos así.
Abrazos.
jueves 21 enero, 2021 @ 11:15 am
Luego leeré lo de Neo. Cierto lo que dices explicando la nariz chata -es que no seguí más allá de los adultos peleando porque vi un anuncio y pensé que la cosa terminaba ahí (ando muy ocupado intentando meter libros en cajas cuadradas, seleccionando, etc.; todo por preparar una habitación para mi hija tal como me ha indicado que la quiere)-. Son soluciones de la naturaleza, porque el saiga, tiene una tremenda narizota con el mismo fin y supongo que estará muy irrigada. Por cierto que, como casi todo animal y muchos vegetales, también está en peligro de extinción por culpa de esa estúpida medicina china.
Gracias por todo, querido amigo.
Salud.
jueves 21 enero, 2021 @ 8:24 pm
Por culpa de que la estúpida medicina china la siguen cientos de millones de personas (estúpidas). Si sólo fuesen unos cientos, hasta sería beneficioso porque en una disentería terminal se extinguía la estupidez.
Cuanto pusiste al paisano (me refiero a nuestro pariente relativamente próximo) yo todo crecho me fui a buscar de la mano de los ya desenmascaradamente malvados algoritmos tecnocomerciales, Google, DuckDuckGo (que es un metabuscador de matute), Yandex… Hasta ahora nunca me había fijado mucho, como todo porque no lo ves, pero acabo de descubrir que traducen del chino como se suele decir, estilo remate del tracto digestivo incluyendo entorno muscular.
Lo de infante es porque in+fans en latín hace referencia a la incapacidad de hablar. Los animales no hablan como nosotros, así que teóricamente no tienen una fase de desarrollo equivalente, de aquí podíamos dispersarnos a nuestra enormemente larga etapa de desarrollo hacia la adultez, literalmente singular en el mundo animal, así como características anatómicas infantiles de nuestra especie que también somos los únicos en presentarlas en fase adulta. A saber qué base de nuestras burradas va por aquí, porque ciertamente nos comportamos como adultos de una forma a veces extraña por lo irresponsable, también inédita en otras etologías.
El mono de Gibraltar era un macaco que en tiempos habitaba el sur de la península, todavía es endémico en el Atlas, pero aquí ha desaparecido hace muchísimo tiempo (mi teoría es que se lo cargaron los latifundistas romanos aunque hay quien dice que ya estaba extinto). Lo que quiero destacar es que en Gibraltar prospera, no sé hasta qué punto, como una especie de seña de identidad local, ya sabes que dicen que mientras haya monos, el peñón nunca será español (en realidad, no lo es y en rigor rigorero, no lo ha sido nunca porque terminológico-políticamente España no es anterior a 1714 como el Reino Unido no lo es a 1707, pero lo apunto para subrayar que la creencia es contraproducente), se ve en Marruecos o Argelia no tienen ese miedo.
Pero me pregunto si realmente esa tontería ha contribuído en dejar prosperar a los monos. Que periódicamente reponen desde el Atlas.
viernes 22 enero, 2021 @ 4:52 pm
Estimado Tomás:
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lunes 25 enero, 2021 @ 12:40 am
Además de la medicina chamánica tradicional chinesca, resistencia a cambiar los hábitos alimentarios:
https://lacontratapatdf.com/nota/4480/china-sigue-vendiendo-carne-de-murcielagos-en-los-mercados/
Y tres cuartos de los mismo por los países del sureste asiático, con mucha falta de medidas higiénicas en los mercados y tráfico de especies en peligro.