Le meduse sonnecchiano proprio come il resto di noi. Come gli umani, i topi, pesci e mosche, la medusa capovolta Cassiopea mostra i segni rivelatori del sonno, gli scienziati riferiscono il 21 settembre 2017 sulla rivista Biologia attuale . Ma a differenza di altri animali che dormono, le meduse non hanno un sistema nervoso centrale.

"È il primo esempio di sonno in animali senza cervello, ", afferma il coautore dello studio Paul Sternberg, un investigatore dell'Howard Hughes Medical Institute (HHMI) presso il California Institute of Technology. I risultati spingono l'origine del sonno più in basso nell'albero evolutivo della vita, prima dell'emergere di un sistema nervoso centralizzato.

Gli scienziati hanno a lungo discusso sul perché gli animali dormano. Le teorie coinvolgono tutto, dalla memoria all'apprendimento al recupero cellulare. Ma Sternberg voleva rispondere a qualcosa di apparentemente molto più elementare. La grande domanda, lui dice, è "Tutti gli animali dormono?"

È un argomento controverso. Tutti i vertebrati che gli scienziati hanno studiato il sonno, ma se lo stesso valga per gli invertebrati rimane un mistero. I ricercatori hanno dimostrato che i moscerini della frutta dormono, e Sternberg e altri hanno sostenuto che un nematode chiamato Caenorhabditis elegans fa anche. Ma non tutti sono convinti. E dormire in animali più primitivi, come spugne e meduse, è ancora più nebuloso. "Volevamo capirlo una volta per tutte, "dice Sternberg.

Il suo studente laureato, Ravi Nath, ha collaborato con amici del Caltech che hanno studiato Cassiopea , una medusa per lo più stazionaria originaria delle distese fangose, paludi di mangrovie, e altro caldo, acque poco profonde. La biologa del Caltech Lea Goentoro ha tenuto nel suo laboratorio vasche di gelatine che vivono nell'acqua di mare artificiale. Cassiopea non sembrano le tipiche meduse:sono grandi come un dollaro d'argento, macchiato di pigmento nero, e riposare a testa in giù sul fondo del mare. Con tentacoli arricciati sopra corpi a campana, le gelatine assomigliano a teste in miniatura di cavolfiore. Ma pulsano come altre meduse, contraendosi e rilassandosi ad un ritmo costante, e Nath ei suoi colleghi si chiedevano se il comportamento fosse continuo.

"Siamo entrati di notte e li abbiamo videoregistrati con un iPhone, " dice. Dopo aver registrato le gelatine per un minuto durante la notte e durante il giorno e aver contato manualmente i singoli impulsi, la squadra ha avuto il primo indizio che Cassiopea potrebbe dormire:pulsavano meno frequentemente di notte. I ricercatori hanno quindi creato un programma di elaborazione delle immagini per contare gli impulsi di 23 gelatine per sei giorni e sei notti consecutive. L'attività pulsante diminuiva di notte, come i ricercatori avevano osservato in precedenza, ma un po' di cibo caduto nelle vasche potrebbe risvegliare rapidamente le gelatine.

"È come l'odore del caffè che permea la tua coscienza al mattino, " dice Sternberg. Un risveglio così facile è un segno che Cassiopea il pigro comportamento notturno è dovuto al sonno, non paralisi o coma.

I ricercatori hanno individuato un secondo segno di sonno dopo aver lasciato cadere il pavimento dalle gelatine che sonnecchiavano. La squadra ha piazzato Cassiopea all'interno di un tubo in PVC con un fondo in rete e quindi immerso il tubo nel serbatoio, quindi le gelatine sommerse riposavano sulla rete anziché sul fondo del serbatoio. Quindi i ricercatori hanno abbassato il tubo più in profondità nel serbatoio, costringendo le gelatine a sollevarsi dalla rete e galleggiare in mare aperto. a loro non piace, Sternberg spiega. Durante il giorno, Cassiopea faranno pulsare rapidamente le loro campane e nuoteranno per riposare di nuovo sulla rete. Ma di notte, impiegano circa tre volte di più per iniziare a pulsare. È come se le meduse fossero un po' intontite, lui dice. Questa risposta ritardata alla stimolazione è tipica degli animali addormentati.

E come altri animali addormentati, se le gelatine tirano una notte intera, la pagano la mattina dopo. Nath e colleghi hanno pulsato piccoli getti d'acqua a Cassiopea per sei o dodici ore di notte, e poi contato gli impulsi il giorno successivo. Sono meno attivi dopo aver perso il sonno, Nath dice, ma "dopo aver ripreso il sonno, tornano alla normalità».

I risultati suggeriscono che Cassiopea dormi davvero, ma per Sternberg, il lavoro sta anche suscitando più domande. "Hai bisogno di neuroni per dormire?" lui chiede. "Hai bisogno di più di una cella per dormire?" Vorrebbe studiare le spugne, o anche protozoi unicellulari, successivo e forse spingerà ancora più indietro l'origine del sonno.