Schlafen ohne Gehirn? Was die umgedrehte Qualle über den "wahren Zweck des Schlafes" lehrt

Schlafen ohne Gehirn? Was die umgedrehte Qualle über den "wahren Zweck des Schlafes" lehrt

Schlaf ist ein Mysterium. Man wird wehrlos, hört auf zu fressen und sich fortzupflanzen und wird anfälliger für Raubtiere. Dennoch bleibt der Schlaf bei einer Vielzahl von Tieren bestehen. Warum können sie dieses „gefährliche Verhalten“ nicht loslassen? Eine überraschende Kreatur hat einen Hinweis darauf gegeben.


Die Hauptrolle spielt die „umgekehrte Qualle“. Diese Qualle ist dafür bekannt, dass sie sich mit dem Schirm nach unten auf dem Meeresboden bewegt und dabei pulsiert. In Studien wurde beobachtet, dass diese umgekehrte Qualle nachts ihr Pulsieren verlangsamt und in einen „schlafähnlichen Zustand“ übergeht, in dem sie weniger reaktionsfähig ist. Außerdem nimmt sie tagsüber kurze Ruhepausen (ähnlich einem Nickerchen) ein und zeigt ein Verhalten, bei dem sie den Schlaf nachholt, wenn sie nachts gestört wurde.


Wichtig ist hier, dass Quallen kein „Gehirn“ wie wir besitzen. Das Nervensystem der Quallen ähnelt einem dünnen Netz von Nerven, das sich über ihren Körper erstreckt. Sie reagieren auf ihre Umgebung ohne eine zentrale Steuerungseinheit. Dennoch scheinen sie „zur richtigen Zeit zu ruhen“. Ist Schlaf ein Nebenprodukt der fortgeschrittenen Funktionen des Gehirns (wie Träume oder Gedächtnisverarbeitung) oder eine grundlegendere Überlebensstrategie? Die Diskussion bewegt sich in tiefere Dimensionen.


Was muss erfüllt sein, damit etwas als „Schlaf“ gilt?

„Einfach die Augen schließen und still liegen“ reicht nicht aus, um als Schlaf zu gelten. Ob ein Tier schläft, wird allgemein anhand mehrerer Kriterien beurteilt. Ein typisches Merkmal ist die „verringerte Reaktionsfähigkeit“. Das bedeutet, dass die Reaktion auf äußere Reize langsamer oder schwieriger wird als gewöhnlich.


Das Forschungsteam filmte das Verhalten unter Infrarotlicht und maß die Reaktionsgeschwindigkeit, indem es weißes Licht ausstrahlte oder Futterreize setzte. Es stellte sich heraus, dass die umgekehrte Qualle langsamer reagiert, wenn sie über einen bestimmten Zeitraum langsamer pulsiert. Auch bei einer Anemonenart (Starlet-Seeanemone) wurde beobachtet, dass die Reaktion langsamer wird, wenn sie über einen bestimmten Zeitraum nahezu unbeweglich bleibt. Das „Trägheitsverhalten im Schlaf“ tritt also auch bei Nesseltieren auf.


Darüber hinaus weist der Schlaf eine „Homöostase“ auf. Nach Schlafmangel wird man schläfriger und schläft länger, um den Mangel auszugleichen – Phänomene, die als „Schlafnachholen“ oder „Rebound-Schlaf“ bekannt sind. In Studien wurde beobachtet, dass die Schlafzeit zunimmt, wenn die Ruhe absichtlich durch Wasserströmungen gestört wird. Eine ähnliche Logik wie bei Menschen, die nach einem Schlafmangel am nächsten Tag schläfriger sind, zeigt sich auch bei Tieren mit einem Nervennetz.


Kernpunkt: Wachsein schädigt die DNA von Nervenzellen, Schlaf fördert die Reparatur?

Im Mittelpunkt dieser Diskussion steht die Hypothese, dass „Schlaf = Zeit für die DNA-Wartung von Nervenzellen“ ist.


Die Punkte sind wie folgt:

  • Während des Wachseins und der Aktivität nimmt der DNA-Schaden (wie Brüche) in Nervenzellen zu.

  • Nach einer Ruhe- oder schlafähnlichen Phase nehmen die Indikatoren für diesen Schaden ab.

  • Es ist möglich, dass die Schläfrigkeit (Schlafdruck) selbst durch DNA-Schäden oder Zellstress erhöht wird.


Das Forschungsteam visualisierte die Spuren von DNA-Schäden in Nervenzellen mit speziellen Färbemethoden und verfolgte die Veränderungen je nach Tageszeit und Zustand. Bei der umgekehrten Qualle wurde festgestellt, dass die Schäden während der Aktivität zunehmen und nach längerer Ruhe abnehmen. Ähnliche Trends wurden auch bei Anemonen berichtet, was darauf hindeutet, dass „je länger man wach ist, desto mehr Schäden sammeln sich an → Ruhe fördert die Erholung“ unabhängig von der Art gilt.


Um die Kausalität weiter zu untersuchen, wurden Experimente durchgeführt, bei denen UV-B-Strahlen, die DNA leicht schädigen, eingesetzt wurden. Der Schaden nahm in kurzer Zeit zu und die Ruhezeit danach verlängerte sich. Nach der Ruhe näherte sich der Schaden wieder dem Normalwert an – ein Ergebnis, das das zyklische Modell unterstützt, dass „Schäden den Schlaf fördern und Schlaf die Reparatur unterstützt“.


Wie alt ist der „Ursprung des Schlafes“?

Nesseltiere (wie Quallen, Anemonen, Korallen) befinden sich ziemlich am Anfang des Stammbaums der Tiere. Es wird angenommen, dass sie sich vor etwa 600 bis 700 Millionen Jahren von den bilateralsymmetrischen Tieren (wie Insekten und Wirbeltieren, zu denen auch wir gehören) getrennt haben. Wenn die Kernfunktion des Schlafes bereits auf der Stufe der Nesseltiere etabliert war, ist es wahrscheinlicher, dass Schlaf keine „praktische Funktion, die nach der Entwicklung des Gehirns entstanden ist“, sondern eine „grundlegende Funktion, die mit der Entstehung des Nervensystems notwendig wurde“, war.


Interessant ist hier die Diskussion über den „Zweck“ des Schlafes. Schlaf wurde mit Vorteilen wie Energieeinsparung, Gedächtnisfestigung und Immunregulation in Verbindung gebracht. Die Ergebnisse dieser Studie widerlegen diese nicht, sondern deuten eher darauf hin, dass „die Erhaltung der Nervenzellen möglicherweise das zuerst benötigte war“. Nervenzellen sind grundsätzlich schwer zu vermehren und schwer zu ersetzen, wenn sie beschädigt sind. Daher wäre eine regelmäßige „Reparaturzeit“ notwendig gewesen – eine evolutionär logische Annahme.


Wirkt Melatonin auch bei „hirnlosen Tieren“? Eine kleine Herausforderung für das Gewohnte

Ein weiterer Aspekt, der die Diskussion anregt, ist Melatonin, das mit Schlaf und der inneren Uhr in Verbindung gebracht wird. Wir haben das Bild, dass „Melatonin bei Dunkelheit zunimmt und uns schläfrig macht“. In Experimenten wurde jedoch beobachtet, dass die Zugabe von Melatonin ins Wasser dazu führt, dass auch bei umgekehrten Quallen und Anemonen die Ruhezeiten während ihrer „eigentlichen Aktivitätszeiten“ zunehmen.


Während es die Ansicht gibt, dass „die schlaffördernde Wirkung von Melatonin bei Wirbeltieren mit komplexen Gehirnen und inneren Uhren entstanden ist“, könnte es auch schon in früheren Stadien als „Ruhe-Schalter“ fungiert haben. Nicht nur die Geschichte des Schlafes könnte alt sein, sondern auch die chemischen Mechanismen zur Regulierung des Schlafes könnten älter sein als gedacht.


Reaktionen in sozialen Medien: Erstaunen und Zustimmung über „Schlaf ohne Gehirn“ und Humor

Dieses Thema verbreitet sich leicht in sozialen Medien. Der Grund ist einfach: Der Satz „Schlaf ohne Gehirn“ ist einprägsam. Die Reaktionen lassen sich grob in drei auffällige Typen unterteilen.


1) Naive Frage: Warum kann die Reparatur nicht während des Wachseins erfolgen?

In ausländischen Foren steht die direkte Frage „Warum kann die Reparatur nicht während des Wachseins erfolgen?“ ganz oben. Basierend auf den Erklärungen der Forschung könnte es sein, dass während der Aktivität die Reizeingaben, Nervenimpulse und der Stoffwechsel weitergehen und das Reparaturprozesse stören. Doch dies bleibt noch im Bereich der Hypothese, und die Frage „Was sind die Bedingungen, die die Reparatur durch Schlaf erleichtern?“ wird das nächste Forschungsthema sein.

2) Zustimmung: Schlaf ist vielleicht eher „für die Nerven“ als „für das Gehirn“

Diese Ansicht passt gut zu dem Gefühl, dass „Schlaf in erster Linie Wartung ist“. Schäden und Stress, die sich während des Wachseins ansammeln, werden in einem Zustand mit reduzierter sensorischer Eingabe verarbeitet. Die menschliche Erfahrung (Schlaf führt zu Erholung) und die Erklärung auf molekularer Ebene (DNA-Reparatur) scheinen miteinander verbunden zu sein.


3) Der übliche Humor: Quallen-Albträume und Seitenhiebe auf Menschen

Wie es für soziale Medien typisch ist, gibt es auch Witze. „Haben Quallen Albträume von fehlenden Credits?“ oder Seitenhiebe wie „Es gibt auch Menschen ohne Gehirn“ sind typische Reaktionen auf solche Nachrichten. Wenn wissenschaftliche Themen sich verbreiten, ist es gesund, dass Überraschung, Verständnis und Humor im Kreislauf zirkulieren. Je leichter der Einstieg, desto mehr Menschen befassen sich mit dem Inhalt (der Beziehung zwischen DNA-Schäden und Schlafdruck).


Ist das „Geheimnis des Schlafes“ nun gelöst?

Eine voreilige Schlussfolgerung führt zu Missverständnissen. Diese Studie behauptet nicht, dass „der einzige Zweck des Schlafes die DNA-Reparatur ist“. Vielmehr ist es wahrscheinlich, dass der DNA-Schutz als „eine der ältesten Kernfunktionen“ verstärkt wurde. Mit zunehmender Komplexität des Nervensystems könnten andere Vorteile wie Lernen, Gedächtnis und Synapsenregulation „hinzugekommen sein“.


Dennoch ist die Botschaft, die von „primitiv erscheinenden“ Lebewesen wie Quallen und Anemonen ausgeht, stark.
Schlaf könnte nicht für Bewusstsein oder Träume entstanden sein, sondern war vielleicht zuerst notwendig, um „zerbrechliche Nerven zu schützen“.
Und diese Notwendigkeit war für das Leben seit über 600 Millionen Jahren ein „Kostenfaktor, der sich lohnt“ – wenn man so darüber nachdenkt, sieht der Schlaf heute Nacht vielleicht ein wenig anders aus.


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