Slaap is raar. Het maakt je kwetsbaar, je kunt niks doen en toch doet vrijwel elk dier met een zenuwstelsel het. Nu blijkt dat zelfs kwallen en zeeanemonen, dieren met de simpelste zenuwstelsels die we kennen, ongeveer een derde van hun leven slapend doorbrengen. En dat geeft een belangrijke hint over waarom slaap ooit is ontstaan.
Zoals je uit de titel wellicht kan opmaken, werd tijdens een studie gekeken naar twee soorten van neteldieren: de omgekeerde kwal Cassiopea andromeda en de zeeanemoon Nematostella vectensis. Beide dieren hebben geen hersenen, maar een simpel netwerk van zenuwcellen die verspreid zitten doorheen hun lichaam.
Door in de gaten te houden hoe snel deze dieren reageren op prikkels konden de onderzoekers vaststellen wanneer de dieren sliepen. En wat bleek? Beide soorten slapen gemiddeld zo’n acht uur per etmaal. Dat is ongeveer een derde van de dag, net als bij mensen. Sterker nog: de omgekeerde kwal doet overdag zelfs een middagdutje.
Verschillende slapers, zelfde slaapbehoefte
De twee soorten slapen wel op heel andere momenten. De kwal is een dagdier en slaapt ’s nachts. De zeeanemoon wordt daarentegen juist actief rond zonsondergang en slaapt ’s ochtends vroeg het meeste.
Ook de manier waarop hun slaap wordt geregeld verschilt. Bij de kwal is licht de belangrijkste factor: zodra het donker wordt, gaan ze slapen. Bij de zeeanemoon draait alles om een interne biologische klok die ook in volledige duisternis lijkt te blijven tikken.
Maar ondanks deze verschillen is de totale hoeveelheid slaap vrijwel gelijk. Alsof er een universele behoefte is aan een bepaalde hoeveelheid rust, ongeacht wanneer je die neemt.
De sleutel tot het raadsel
De grote vraag is natuurlijk: waarom zou een kwal slapen? Het dier heeft geen complexe hersenen die informatie moeten verwerken en ook geen herinneringen om op te slaan. Wat heeft zo’n simpel zenuwstelsel aan slaap?
Het antwoord lijkt te liggen in iets fundamenteels: DNA-schade. De onderzoekers ontdekten dat zenuwcellen van zowel de kwal als de zeeanemoon overdag (of tijdens hun actieve periode) schade aan hun DNA oplopen. Die schade neemt af tijdens de slaap. Toen de dieren werden wakker gehouden, bleef de schade opstapelen. Dit toont aan dat slaap een soort reparatietijd zou kunnen zijn voor de zenuwcellen.
UV-straling maakt slaperig
Om dit verder te testen, bestraalden de onderzoekers de dieren met UV-licht, een bekende veroorzaker van DNA-schade. Na de bestraling gingen beide soorten meer slapen. Hetzelfde gebeurde wanneer ze werden blootgesteld aan een chemische stof die DNA-breuken veroorzaakt.
Met andere woorden: hoe meer schade aan het DNA, hoe groter de drang om te slapen. De onderzoekers denken dat dit een oeroud mechanisme is dat al bestond toen de eerste dieren met zenuwcellen ontstonden, meer dan 500 miljoen jaar geleden.
Melatonine werkt ook bij kwallen
Een andere verrassende vondst: het slaaphormoon melatonine werkt ook bij deze oeroude dieren. Wanneer de onderzoekers melatonine toedienden tijdens de actieve fase, gingen zowel de kwal als de zeeanemoon meer slapen, ongeacht of ze normaal gesproken ’s nachts of overdag actief waren.
Bij mensen wordt melatonine ’s avonds aangemaakt door de pijnappelklier en helpt het ons om in slaap te vallen. Dat hetzelfde hormoon ook werkt bij dieren zonder hersenen, is weer een hint dat de biochemie van slaap al heel vroeg in de evolutie is ontstaan.cons
De oorsprong van slaap
De onderzoekers concluderen dat slaap mogelijk is ontstaan als een manier om zenuwcellen gezond te houden. Neuronen zijn bijzonder: ze delen zich niet en kunnen niet worden vervangen. Als ze beschadigd raken, moet de schade worden gerepareerd.
Naarmate zenuwstelsels in de loop van de evolutie complexer werden, kreeg slaap er waarschijnlijk functies bij zoals geheugenconsolidatie, leren en het opruimen van afvalstoffen in de hersenen.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Tai chi werkt verrassend goed bij chronische slaapproblemen en De wintertijd staat voor de deur. En als het aan slaapexperts ligt, is dit de laatste keer dat we de klok verzetten. Of lees dit artikel: Kwallen waren niet altijd zo week als nu.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
