Ritmo e funzioni del sonno nelle meduse

Dormire sarebbe una necessità anche per le meduse, pur non essendo dotate di un sistema nervoso centrale: ad affermarlo è un recente studio, pubblicato su Nature Communication, che analizza caratteristiche e funzioni del sonno in questi invertebrati. Il riposo è un’esigenza propria di tutto il regno animale: è essenziale per i mammiferi così come per gli insetti, poiché determina numerosi benefici e effetti positivi.

Nonostante il sonno renda gli animali più vulnerabile ai predatori, infatti, nessuno può farne a meno, adottando strategie diverse per continuare a proteggersi pur. Essendo in stato di incoscienza. Una ricerca, per esempio, mostra come le diverse specie abbiano individuato modalità differenti per poter dormire, anche in situazioni di pericolo o stress: alcuni pinguini, in Antartide, fanno tanti microsonnellini durante il giorno mentre accudiscono i piccoli, cosa che consente loro di riposare complessivamente per varie ore pur restando in guardia; le grandi fregate di uccelli marini tropicali possono dormire con metà cervello, continuando a volare con un occhio aperto per evitare ostacoli; alcuni elefanti marini, infine, riposano sott’acqua, scegliendo momenti in cui è più scarsa la presenza di predatori.

Ciò dimostra che dormire ha un ruolo tutt’altro che marginale, e che le sue funzioni sono molteplici e di fondamentale importanza. Il sonno, infatti, serve a favorire la riparazione cellulare, a ripristinare l’energia o a incrementare la plasticità sinaptica, ovvero la capacità delle sinapsi di modificare la propria efficacia nel trasmettere segnali tra neuroni in risposta ad attività e esperienze. La sua utilità non si limita agli organismi con un sistema nervoso complesso, ma riguarda anche specie che non ne sono provviste come, appunto, le meduse. Queste ultime, infatti, non hanno un cervello, ma sono dotate di neuroni diffusi, sparsi in tutto il corpo, senza un sistema di controllo centrale.

Lo studio ha esaminato, in particolare, il ritmo sonno-veglia di due differenti specie: la medusa capovolta (Cassiopea Andromeda), che vive appoggiata sul fondale con i tentacoli rivolti verso l’alto e l’anemone di mare (Nematostella V)ectensis, che resta fisso su fondali o rocce ed è capace di catturare le prede con i suoi tentacoli urticanti. L’obiettivo della ricerca era non solo comprendere se e quanto queste specie dormissero, ma anche capire cosa regolasse il loro sonno e quali fossero le funzioni del riposo in questi organismi, che non possiedono un sistema nervoso complesso.

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Gli studiosi hanno utilizzato telecamere a infrarossi per monitorare in modo continuativo il comportamento delle meduse capovolte: hanno osservato che durante la notte l’ombrello, cioè la parte principale del loro corpo, che consente loro di muoversi e respirare, pulsava meno velocemente, e la risposta agli stimoli era più lenta. Dunque, è stato riscontrato uno stato di incoscienza prolungato in assenza di luce, mentre durante il giorno sono stati evidenziati solo brevi momenti di riposo. Inoltre, i ricercatori hanno privato del sonno per sei ore alcune meduse durante la notte, e hanno notato che, di giorno, queste ultime dormivano 1,5 volte di più rispetto alle altre. Ciò dimostra che, per questa specie, il riposo è regolato dal ciclo Luce/buio e da processi omeostatici, che consentono di regolare e stabilizzare l’equilibrio dell’organismo.

Se le meduse capovolte dormono prevalentemente di notte, con un ritmo influenzato prevalentemente dall’assenza di luce, il riposo degli anemoni di mare risulta prevalentemente diurno. Ciò significa che il loro sonno non è regolato dalle variazioni luminose: ad influenzarlo sono, invece, l’orologio circadiano, cioè un sistema biologico interno che regola il ciclo di sonno e veglia, e i processi omeostatici.

A rendere interessanti i risultati della ricerca è il fatto che si nota, sia nelle meduse sia negli anemoni di mare, un periodo di sonno che dura un terzo della giornata, circa otto ore, come per alcuni mammiferi, per esempio gli esseri umani.

Inoltre, il lavoro degli studiosi ha evidenziato che il riposo non serve soltanto a facilitare processi cognitivi complessi: in questi organismi più semplici, infatti, è stato osservato che dormire agevola la riparazione del DNA. Ciò significa che i benefici del sonno non si limitano esclusivamente al sistema nervoso, ma riguardano anche processi biologici e cellulari.

Il DNA può subire danni a causa di diversi fattori: attività interne, come processi neurali o metabolici, o  fenomeni ambientali, come raggi ultravioletti o stress termico. È stato osservato che, privando le meduse del sonno, la riparazione del DNA rallentava, mentre un adeguato riposo la rendeva più semplice e rapida.

Dormire è un fenomeno ancestrale, che si è evoluto partendo da organismi primitivi: lo studio fornisce nuovi spunti per comprenderne lo sviluppo, e mostra come il sonno avesse un ruolo essenziale anche prima dell’esistenza di specie con un sistema nervoso più complesso.