Fique acordado por muito tempo e pensar direito pode se tornar extremamente difícil. Felizmente, algumas piscadelas de sono costumam ser suficientes para fazer nosso cérebro funcionar de novo. Mas quando e por que os animais começaram a precisar dormir? E ter um cérebro é mesmo um pré-requisito?
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Em um estudo que pode ajudar a compreender a origem evolutiva do sono em animais, uma equipe internacional de pesquisadores mostrou que as minúsculas hidras aquáticas não apenas mostram sinais de um estado semelhante ao do sono, apesar da falta de sistema nervoso central, mas também respondem a moléculas associado ao sono em animais mais evoluídos.
"Agora temos fortes evidências de que os animais devem ter adquirido a necessidade de dormir antes de adquirir um cérebro", diz Taichi Q. Itoh, professor assistente da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Kyushu e líder da pesquisa relatada no Science Advances .
Embora o comportamento de dormir também tenha sido encontrado recentemente em água-viva, parente de hidras e membro do filo Cnidaria, o novo estudo de pesquisadores da Universidade Kyushu no Japão e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan na Coreia descobriu que vários produtos químicos provocam sonolência e sono mesmo em humanos, teve efeitos semelhantes na espécie Hydra vulgaris .
"Com base em nossas descobertas e relatórios anteriores sobre águas-vivas, podemos dizer que a evolução do sono é independente da evolução do cérebro", afirma Itoh.
"Muitas questões ainda permanecem sobre como o sono surgiu em animais, mas as hidras fornecem uma criatura fácil de manusear para investigar mais detalhadamente os mecanismos que produzem o sono em animais sem cérebro para possivelmente ajudar um dia a responder a essas questões."
Com apenas alguns centímetros de comprimento, as hidras têm uma rede difusa de nervos, mas carecem da centralização associada a um cérebro.
Embora o sono seja frequentemente monitorado com base na medição das ondas cerebrais, essa não é uma opção para animais minúsculos e sem cérebro.
Como alternativa, os pesquisadores usaram um sistema de vídeo para rastrear o movimento e determinar quando as hidras estavam em um estado semelhante ao sono caracterizado por movimento reduzido - que poderia ser interrompido com um flash de luz.
Em vez de se repetir a cada 24 horas como um ritmo circadiano, os pesquisadores descobriram que as hidras exibem um ciclo de quatro horas de estados ativos e semelhantes ao sono.
Mais importante ainda, os pesquisadores descobriram muitas semelhanças relacionadas à regulação do sono em um nível molecular e genético, independentemente da posse de um cérebro.
A exposição das hidras à melatonina, um auxílio para dormir comumente usado, aumentou moderadamente a quantidade e a frequência do sono, enquanto o neurotransmissor inibitório GABA, outra substância química ligada à atividade do sono em muitos animais, aumentou muito a atividade do sono.
Por outro lado, a dopamina, que causa excitação em muitos animais, na verdade promoveu o sono nas hidras.
"Enquanto alguns mecanismos do sono parecem ter sido conservados, outros podem ter mudado de função durante a evolução do cérebro", sugere Itoh.
Além disso, os pesquisadores poderiam usar vibrações e mudanças de temperatura para perturbar o sono das hidras e induzir sinais de privação de sono, fazendo com que as hidras dormissem mais no dia seguinte e até suprimindo a proliferação celular.
Investigando mais de perto, os pesquisadores descobriram que a privação de sono levou a mudanças na expressão de 212 genes, incluindo um relacionado ao PRKG, uma proteína envolvida na regulação do sono em uma ampla gama de animais, incluindo camundongos, moscas de frutas e nematóides.
A interrupção de outros genes de mosca-das-frutas que parecem compartilhar uma origem evolutiva comum com os relacionados ao sono em hidras alterou a duração do sono em moscas-das-frutas, e investigações adicionais de tais genes podem ajudar a identificar genes relacionados ao sono atualmente desconhecidos em animais com cérebros.
"Tomados em conjunto, esses experimentos fornecem fortes evidências de que os animais adquiriram mecanismos relacionados ao sono antes do desenvolvimento evolutivo do sistema nervoso central e que muitos desses mecanismos foram conservados conforme o cérebro evoluiu", diz Itoh.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Kyushu University . Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do jornal :
Hiroyuki J. Kanaya, Sungeon Park, Ji-hyung Kim, Junko Kusumi, Sofian Krenenou, Etsuko Sawatari, Aya Sato, Jongbin Lee, Hyunwoo Bang, Yoshitaka Kobayakawa, Chunghun Lim, Taichi Q. Itoh. Um estado semelhante ao sono em Hydra desvenda os mecanismos conservados do sono durante o desenvolvimento evolutivo do sistema nervoso central . Science Advances , 2020; 6 (41): eabb9415 DOI: 10.1126 / sciadv.abb9415
