Si tratta del classico argomento “dell’uovo o della gallina”: Cosa è venuto prima nello sviluppo evolutivo di tutte le specie animali: il sonno o il cervello? Quando si esamina l’origine del sonno, la domanda porta spesso a speculazioni sull’evoluzione di questo atto biologico imperativo. Nuove ricerche continuano a far luce su questo affascinante dibattito.

Il sonno è universale

Una cosa che si capisce chiaramente è che il sonno è universale nel regno animale. Gli scienziati hanno avuto difficoltà a trovare animali che non hanno bisogno di dormire. Mentre alcune specie trascorrono quasi tutta la loro vita nel sonno, altri animali possono cavarsela con appena un’ora di sonno per ogni ciclo di 24 ore. Tuttavia, la verità universale è che il sonno e il bisogno di riposo arrivano in un modo o nell’altro.

Il ruolo del sonno nell’evoluzione

La ricerca ha dimostrato che il sonno potrebbe essersi evoluto come mezzo per gli animali per conservare e ripristinare le riserve di energia. Anche i semplici invertebrati mostrano un bisogno di riposo simile a quello degli organismi più complessi.

Ad esempio, i moscerini della frutta mostrano ritmi circadiani ben definiti che imitano i modelli di riposo degli esseri umani. Queste semplici mosche riposano per circa 10 ore al giorno. Se non riescono a riposare così a lungo, lo recuperano in un secondo momento, a dimostrazione del fatto che il riposo è una funzione biologica essenziale.

La necessità dei moscerini della frutta di recuperare il sonno è simile a quella umana di recuperare le ore di sonno dopo una notte agitata. Gli scienziati hanno inoltre scoperto che, come i vertebrati più complessi, anche gli invertebrati presentano un’attività neurale simile a quella che si verifica nel cervello dei vertebrati quando dormono.

Alla luce di queste analogie, gli scienziati hanno potuto dedurre che il sonno è un processo evolutivo emerso oltre mezzo miliardo di anni fa. Poiché gli animali si sono evoluti nel corso dei secoli, sembra che anche queste forme di sonno si siano evolute insieme alla naturale evoluzione delle specie.

La ricerca conferma l’origine del sonno

Sebbene gli scienziati abbiano ipotizzato per anni che il bisogno di dormire sia universale in tutti i tipi di animali, ora ci sono prove che indicano che gli animali hanno acquisito il bisogno di dormire prima ancora di acquisire un cervello.

In un recente studio pubblicato lo scorso autunno sulla rivista Science Advances, un gruppo di ricercatori ha spiegato come sono riusciti a capire meglio l’origine del bisogno di dormire negli animali osservando le minuscole idre. Questa minuscola specie animale che vive in acqua è così semplice che non ha nemmeno un cervello. Tuttavia, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che questo animale mostra comunque segni di entrata e uscita da uno stato simile al sonno, nonostante non abbia un sistema nervoso centrale.

Le idre misurano solo pochi centimetri di lunghezza. Il loro corpo ospita una rete di nervi, ma non hanno il sistema nervoso centrale associato a un cervello. Nella maggior parte degli altri tipi di animali il sonno viene solitamente misurato con le onde cerebrali. Tuttavia, questo non è possibile quando si osservano creature piccole e senza cervello come le idre. A causa di questa limitazione, gli scienziati si sono affidati a un sistema video per seguire i movimenti delle idre. Questo li ha aiutati a determinare se l’animale era in uno stato di sonno o di veglia.

Mentre la maggior parte degli animali ha un ritmo circadiano di 24 ore, gli scienziati sono riusciti a capire che le idre avevano un ciclo di quattro ore che si muoveva tra stati attivi e di sonno. Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che esistevano modelli simili di regolazione del sonno sia a livello molecolare che genetico, nonostante le idre non abbiano un cervello.

Ad esempio, quando sono state esposte alla melatonina e al neurotrasmettitore inibitorio GABA, le idre hanno registrato un moderato aumento della frequenza del sonno e della durata del riposo. Al contrario, esponendo le idre allo stimolante dopamina si è riusciti a promuovere un maggior numero di cicli di sonno nelle idre.

Infine, gli scienziati sono riusciti a disturbare i cicli del sonno delle idre utilizzando vibrazioni o cambiando la temperatura dell’acqua. Quando i cicli sono stati scombussolati, le idre hanno dormito più a lungo per recuperare il riposo che avevano perso a causa dell’interruzione.

Questa nuova ricerca integra le conoscenze esistenti che hanno dimostrato che anche le meduse mostrano periodi di riposo in assenza di un sistema nervoso centrale e di un cervello formale. Il risultato di questa ricerca è che gli animali hanno probabilmente acquisito tutti i meccanismi legati al sonno prima che si sviluppasse il sistema nervoso centrale.

Perché questa conoscenza è importante

Perché capire l’origine del sonno è così importante? Quando gli scienziati imparano a conoscere meglio l’evoluzione del sonno, imparano anche a conoscere meglio la funzione di questa azione biologica critica. Questa conoscenza aiuta i ricercatori medici a capire meglio i disturbi del sonno per poterli trattare in modo più efficace.

Data la prevalenza dei disturbi del sonno in tutta la popolazione, quanto più si comprende su questa funzione vitale del corpo, tanto meglio gli scienziati saranno in grado di fornire trattamenti a chi ne ha bisogno.