उथळ सरोवरात उलटे-खालील जेलीफिश वाहून जाते, त्याची पारदर्शक घंटा तालबद्धपणे दाबते.
रात्री, पल्स रेट सुमारे 36 बीट्स प्रति मिनिट वरून जवळजवळ 30 पर्यंत घसरतो आणि मेंदू नसतानाही प्राणी झोपेसारख्या अवस्थेत घसरतो.
फिल्ड कॅमेरे दाखवतात की अस्वस्थ रात्रीनंतर “कॅच अप” करण्यासाठी दुपारी एक लहान डुलकी लागते.
नेचर कम्युनिकेशन्समधील एका नवीन अभ्यासात कॅसिओपिया जेलीफिशमधील या शांत कालावधीचा मागोवा घेण्यात आला, जो 500-दशलक्ष-वर्ष जुन्या वंशाशी संबंधित आहे, तसेच स्टार सी ॲनिमोन नेमाटोस्टेला मधील.
अभ्यासाचे परिणाम झोपेच्या उद्देशाबद्दल जीवशास्त्रज्ञांमधील दीर्घकाळ चाललेल्या वादाचे निराकरण करण्यात मदत करू शकतात.
झोप ऊर्जा वाचवते, आठवणी एकत्रित करते किंवा जैविक दृष्ट्या महत्त्वाचे काहीतरी करते? अलीकडे पर्यंत, झोपेच्या “घरगुती” भूमिकेचे बहुतेक पुरावे केवळ पृष्ठवंशी प्राण्यांकडून आले होते.
जेव्हा उंदीर झोपतात तेव्हा मेंदू आणि पाठीचा कणा द्रव मेंदूमधून वाहतो आणि चयापचय कचरा धुवून टाकतो. उंदरांवरील 2016 च्या अभ्यासात असे आढळून आले आहे की झोपेच्या दरम्यान काही प्रकारचे डीएनए ब्रेक अधिक लवकर दुरुस्त केले जातात.
झेब्राफिशमधील 2019 च्या अभ्यासात टाइम-लॅप्स इमेजिंगने दर्शविले आहे की झोपेमुळे चेतापेशी (मज्जातंतू पेशी) जागृत होण्याच्या वेळेस जमा होणारे DNA ब्रेक दुरुस्त करू शकतात.
नवीन अभ्यास प्रथमच दर्शवितो की हीच प्रक्रिया काही अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये होते. जेलीफिश आणि ॲनिमोन्स जागृत असताना, त्यांच्या न्यूरॉन्समध्ये डीएनएचे नुकसान जमा होते आणि जेव्हा ते झोपतात तेव्हा हे नुकसान दुरुस्त केले जाते.
अंदाजे 600 ते 700 दशलक्ष वर्षांपूर्वी जंत, कीटक आणि कशेरुकांना जन्म देणाऱ्या रेषेपासून सीनिडेरियन क्लेड (जेलीफिश, ॲनिमोन्स आणि कोरल) विभक्त होण्याआधी हे काम झोपेची उत्पत्ती 600 दशलक्ष वर्षांहून अधिक मागे ढकलते. हे देखील या कल्पनेला वजन देते की झोपेची सुरुवात पेशींसाठी स्व-संरक्षणाचा एक प्रकार आहे.
नवीन कार्य अशा प्राण्यांकडे चर्चा करते ज्यांची मज्जासंस्था आपल्यापेक्षा खूप सोपी आहे, पातळ नेटवर्कपेक्षा थोडी जास्त आहे. जर झोपेमुळे न्यूरॉन्सची दुरुस्ती देखील होते, तर हे कार्य आवश्यक आहे कारण सर्वात सोपी मज्जासंस्था प्रथम विकसित झाली.
संशोधकांना प्रथम जेलीफिश किंवा ॲनिमोन कधी झोपतात हे शोधून काढावे लागले. हे आश्चर्यकारकपणे कठीण आहे: ते विश्रांती घेत असतानाही, बेल स्नायू सतत वळवळत राहतात किंवा पॉलीप मंद गतीने वाहते. हे करण्यासाठी, त्यांनी इन्फ्रारेड प्रकाशाखाली प्राण्यांचे फोटो काढले आणि त्यांच्यावर पांढरा प्रकाश किंवा अन्नाची नाडी (लिक्विड ब्राइन कोळंबीच्या अर्काचा एक छोटा स्क्वर्ट) चमकवला.
जेलीफिश जे किमान तीन मिनिटे प्रति मिनिट 37 बीट्सपेक्षा कमी होते आणि आठ मिनिटे स्थिर राहिलेल्या ॲनिमोन्सने हळू प्रतिक्रिया दिली. हे झोपेसाठी “कमी प्रतिसाद” निकष पूर्ण करते, जे प्राण्यांच्या साम्राज्याप्रमाणेच आहे.
पुढे, डीएनए ब्रेक कोठे झाला हे निर्धारित करण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी प्रयोगशाळेच्या टाकीमध्ये जेलीफिशमधून घेतलेल्या ऊतींमधील न्यूरॉन्सचे डाग केले. अपूर्णांकांची संख्या प्रत्येक प्रजातीच्या सक्रिय कालावधीच्या शेवटी (जेलीफिशसाठी मध्य-सकाळी आणि ॲनिमोन्ससाठी उशिरा दुपारी) शिखरावर पोहोचली आणि दीर्घ विश्रांती कालावधीनंतर घट झाली.
जेव्हा शास्त्रज्ञांनी टाकीतील पाण्याचे प्रवाह बदलून प्राण्यांना जागृत ठेवले, तेव्हा दुसऱ्या दिवशी डीएनए तुटला आणि झोपेची वेळ वाढली, जसे की मानवांमध्ये क्लासिक “स्लीप रिबाउंड” प्रमाणेच तुमचे शरीर पुन्हा झोपते.
कारण आणि परिणाम तपासण्यासाठी, टीमने प्राण्यांवर डीएनए नष्ट करणारा अल्ट्राव्हायोलेट-बी प्रकाश टाकला. या उपचारामुळे एका तासात डीएनए ब्रेक होण्याची संख्या दुप्पट झाली आणि दिवसा नंतर अतिरिक्त झोप लागली. जेव्हा प्राणी झोपले, तेव्हा विश्रांतीचा कालावधी पुन्हा बेसलाइनच्या दिशेने कमी झाला आणि जेलीफिश त्यांच्या नेहमीच्या दिवसाच्या लयीत परत येऊ लागले.
जेट लॅग असलेल्यांना परिचित असलेला निशाचर संप्रेरक मेलाटोनिन, टाकीच्या पाण्यात जोडला गेला आणि त्यामुळे दोन्ही प्रजातींना त्यांचा सर्वात व्यस्त कालावधी (जेलीफिशसाठी दिवस, ॲनिमोनसाठी रात्र) झोपायला लावला, त्यांचा नेहमीचा विश्रांतीचा काळ कायम राहिला.
नवीन शोध आश्चर्यकारक आहे कारण मेलाटोनिनची संमोहन भूमिका मध्यवर्ती स्थित मेंदू आणि सर्काडियन लय असलेल्या कशेरुकांसोबत विकसित झाली आहे असे मानले जाते जे प्रकाश सिग्नलला प्रतिसाद देतात. बुद्धीहीन प्राण्यामध्ये ते काम करताना पाहिल्यावर असे सूचित होते की ही उत्क्रांती फार पूर्वी झाली आहे.
हे तुकडे एकत्र ठेवल्यास असे दिसून येते की जागृतपणा हळूहळू न्यूरॉन्समधील डीएनए कमी करते. झोप संवेदनांच्या अभावाचा कालावधी प्रदान करते ज्या दरम्यान डीएनए घटक शिवणे किंवा बदलणारे एंजाइम विना अडथळा कार्य करू शकतात.
लेखकाबद्दल
टिमोथी हर्न हे केंब्रिज विद्यापीठात लेक्चरर आहेत. अँग्लिया रस्किन विद्यापीठ. हा लेख क्रिएटिव्ह कॉमन्स परवान्याअंतर्गत संभाषण मधून पुन्हा प्रकाशित केला आहे. मूळ लेख वाचा.
हा तर्क फ्रूट फ्लाय आणि उंदरांवरील प्रयोगांशी जुळतो ज्यांनी दीर्घकाळ निद्रानाश न्यूरोडीजनरेशनशी जोडला आहे. निद्रानाशाचा संबंध प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन रेणूंच्या (सामान्य चयापचयातील उच्च प्रतिक्रियाशील उपउत्पादने जे डीएनए, प्रथिने आणि पेशींच्या पडद्यामध्ये छिद्रे निर्माण करू शकतात) तयार करण्याशी देखील जोडले गेले आहेत.
जर जेलीफिशला त्यांचे न्यूरल नेटवर्क अबाधित ठेवण्यासाठी झोपेची गरज असेल, तर झोपेची गरज मेंदू, डोळे आणि अगदी डाव्या आणि उजव्या बाजूंच्या सममितीय शरीराच्या उत्क्रांतीपूर्वी असू शकते. उत्क्रांतीनुसार, निशाचर दुरुस्तीची खिडकी महत्त्वाची ठरली असती. पुरातन जीव ज्यांनी ते मागे टाकले आहे त्यांनी अपरिवर्तनीय न्यूरॉन उत्परिवर्तन जमा केले असावे आणि हळूहळू हालचाल, आहार आणि पुनरुत्पादनावरील नियंत्रण गमावले असेल.
नवीन अभ्यासात प्रयोगशाळेत दोन प्रजाती आणि फ्लोरिडा तलावातील एक प्रजातीचा मागोवा घेण्यात आला, परंतु cnidarians अनेक भिन्न प्रकाश पातळी आणि तापमानात राहतात. आम्हाला या शोधाचे सामान्यीकरण करण्यासाठी, भविष्यातील कार्यास हे पुष्टी करणे आवश्यक आहे की झोपेदरम्यान डीएनए दुरुस्ती थंड, खोल किंवा गढूळ पाण्यासारख्या वेगवेगळ्या परिस्थितीत राहणाऱ्या समान प्राण्यांमध्ये होते.
या अभ्यासामुळे वाद मिटतो का? पूर्णपणे नाही. झोपेचे नक्कीच एकापेक्षा जास्त फायदे आहेत. मज्जासंस्थेची गुंतागुंत वाढल्यामुळे मेमरी एकत्रीकरणासारखी कामे प्राचीन शारीरिक देखभाल कार्यक्रमात समाविष्ट केली जाऊ शकतात.
तथापि, नवीन निष्कर्ष या मताला बळकटी देतात की डीएनएचे संरक्षण करणे हे झोपेचे प्राथमिक ध्येय आहे.
