Как известно, для поддержания жизнеспособности организму необходимы еда и сон. С пищей всё очевидно: это "топливо", которое позволяет работать всем системам и механизмам. Но выполняет ли сон жизненно важные биологические функции или без него можно было бы обойтись?
Специалисты рассуждают следующим образом. С одной стороны, сон помогает запасаться энергией, даёт отдых телу, а мозг тем временем переводит кратковременную память в долговременную. Кроме того, во сне организм более эффективно борется с инфекциями. Между тем лишение сна нарушает работу мозга, вызывает проблемы с памятью, вниманием и рефлексами.
С другой стороны, сон дорого обходится животным в дикой природе: они могут стать лёгкой добычей для хищников и к тому же теряют время, которое могли бы потратить на поиск пищи или продолжение рода.
В ходе новой работы команда из Имперского колледжа Лондона решила проверить, могут ли плодовые мухи долгое время обходиться без сна (и таким образом подтвердить или опровергнуть мнение о том, что сон жизненно важен для организма).
Напомним, что дрозофилы являются модельными животными: на их примере удобно изучать вопросы, касающиеся здоровья человека, поскольку более 70% генов, вызывающих заболевания у людей, имеют и эти насекомые. (К слову, ранее дрозофилы помогли понять, как мозг входит в состояние сна и возвращается к бодрствованию, а также доказать, что оптимальная продолжительность сна заложена в генах.)
Предыдущие эксперименты показали, что некоторые животные, лишённые отдыха, погибают. Но оставалось неясно, почему именно это происходит. Были предположения, что подопытные умирали из-за стресса, связанного не с недосыпом как таковым, а с теми способами, которыми их лишали сна.
В ходе новой работы исследователи наблюдали за несколькими тысячами плодовых мух. Сперва они выяснили, что в своём обычном режиме насекомые спят в среднем 300-600 минут в сутки. При этом около 6% самок выделяло на сон менее 72 минут, а три особи спали и вовсе по 5-15 минут в сутки.
"Одна из причин, по которым сон считается жизненно важным, заключается в том, что все животные спят. Поэтому мы были удивлены, обнаружив, что мухам нужно так мало сна. Мы хотели выяснить, было ли это особенностью лишь некоторых особей, или так могла жить любая муха", – рассказывает ведущий автор работы Джорджо Джилестро (Giorgio Gilestro).
Учёные поместили дрозофил в специальные контейнеры в форме трубок, снабжённые автоматической системой мониторинга. Если муха оставалась неподвижной в течение 20 секунд, трубка начинала вращаться, не давая насекомому спать.
В результате команда обнаружила, что средняя продолжительность жизни мух, лишённых сна, была такой же, как и спящих (40-50 дней). Правда, самки из экспериментальной группы погибали в среднем на три дня раньше самцов.
Также специалисты заметили, что постоянно бодрствующие мухи сохраняли обычную поведенческую активность и жили по привычным циркадным ритмам (были более активны в ранние утренние и поздние вечерние часы).
Авторы работы отмечают, что, возможно, дрозофилы всё же успевали поспать в течение 20 секунд. Хотя такие микросны вряд ли можно назвать "качественно равными" полноценному сну. Кроме того, не исключается, что в ходе эксперимента у насекомых развился сомнамбулизм.
Тем не менее результаты этого испытания говорят о том, что сон может и не являться столь же важным аспектом жизнедеятельности, как питание.
"Что касается еды, то есть калории, которые являются жизненно важными, необходимыми для поддержания жизни, и калории, которые "полезны", то есть помогают нормально функционировать. Возможно, сон только "полезен", но не жизненно важен. Без него функционировать трудно, но его отсутствие не обязательно фатально", – полагает Джилестро.
Впрочем, важно учитывать, что тесты проводились в лабораторных условиях, где мухам ничего не угрожало. А в дикой природе лишение сна вполне могло бы стать косвенной причиной их ранней гибели. Ухудшение рефлексов, апатия и другие побочные эффекты недосыпа могут повысить риск быть съеденным, снизить способности к поиску пищи и так далее. Точно так же недостаток сна у человека за рулём повышает его риск попасть в аварию из-за снижения концентрации, приводит пример Джорджо Джилестро.
"Мы будем исследовать влияние недостатка сна на умственную работоспособность у мух в будущих экспериментах. Но наше исследование поставило вопрос: является ли лишение сна само по себе причиной смерти", – говорит учёный.
Его команда также намерена узнать, как лишение сна влияет на продолжительность жизни других животных, мозг которых намного больше и сложнее, чем у насекомых.
Научная статья по итогам этого исследования опубликована в журнале Science Advances.
Кстати, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, почему человеку вредно слишком много спать.
