Pūču mazuļi guļ kā mazuļi

Maksa Planka Ornitoloģijas institūta un Lozannas universitātes pētnieki ir atklājuši, ka putnu mazuļu miega režīms ir līdzīgs zīdītāju mazuļiem. Turklāt šķiet, ka putnu mazuļu miegs mainās tādā pašā veidā kā cilvēkiem. Pētot savvaļas pūces savvaļā, pētnieki atklāja, ka šīs miega izmaiņas ir cieši saistītas ar gēna ekspresiju, kas iesaistīts tumšu, melanozu spalvu plankumu veidošanā - šī īpašība, kas, kā zināms, ir saistīta ar pieaugušo pūču uzvedības un fizioloģiskajām iezīmēm. Šie atklājumi rada intriģējošu iespēju, ka ar miegu saistīti attīstības procesi smadzenēs veicina saikni starp melanismu un citām iezīmēm, kas novērotas pieaugušām plūmēm un citiem dzīvniekiem.


pūces

Pieaugot, pūcītes maina savus miega modeļus. Jo vecāki viņi kļūst, jo mazāk laika viņi pavadīja REM miega režīmā. Attēlu kredīts: quasarphotos / Fotolia

Miegs zīdītājiem un putniem sastāv no divām fāzēm: REM miega (“Ātrās acu kustības miegs”) un bez REM miega. Mēs spilgtākos sapņus piedzīvojam REM miega laikā, kas ir paradoksāls stāvoklis, ko raksturo nomodam līdzīga smadzeņu darbība. Neskatoties uz plašiem pētījumiem, REM miega mērķis joprojām ir noslēpums. Viena no vissvarīgākajām REM miega iezīmēm ir tās pārsvars dzīves sākumā. Dažādi zīdītāji agrīnā dzīves laikā pavada daudz vairāk laika REM miegā nekā pieaugušie. Piemēram, jaundzimušajiem, puse no mūsu miega laika tiek pavadīta REM miega režīmā, turpretī pagājušajā naktī REM miegs, iespējams, aptvēra tikai 20–25% no jūsu snaudošā laika. Lai gan putni ir vienīgā grupa, kas nav zīdītāju, ir zināms, ka tā skaidri iesaistās REM nav skaidrs, vai putnu mazuļiem miegs attīstās tādā pašā veidā.


Līdz ar to Nīls Rattenborgs no MPIO, Aleksandrs Roulins no Unil un viņu doktorante Madlēna Skriba vēlreiz pārbaudīja šo jautājumu savvaļas pūču populācijā. Viņi izmantoja elektroencefalogrammu (EEG) un kustību datu reģistratoru kopā ar minimāli invazīviem EEG sensoriem, kas paredzēti lietošanai cilvēkiem, lai reģistrētu miegu 66 dažāda vecuma pūcēs. Ierakstu laikā pūces palika ligzdas kastē, un viņu vecāki normāli baroja. Pēc tam, kad miega režīms tika reģistrēts līdz piecām dienām, reģistrētājs tika noņemts. Visas pūces vēlāk izbēga un atgriezās normālā tempā, lai nākamajā gadā vairotos, norādot, ka priekšvakarā nokrišņi ilgstoši negatīvi neietekmē viņu miega smadzenes.

Neskatoties uz ievērojamu acu kustību trūkumu (pūcēm raksturīga iezīme), pūces lielu laiku pavadīja REM miegā. 'Šajā miega fāzē pūču EEG parādīja nomodam līdzīgu aktivitāti, acis palika aizvērtas un galvas lēni pamāja ar galvu,' ziņo Madlēna Skriba no Lozannas universitātes (skat. Video zemāk esošajā saitē). Svarīgi ir tas, ka pētnieki atklāja, ka, tāpat kā cilvēkiem, REM miega laikā pavadītais laiks samazinājās, pūcēm novecojot.

Turklāt komanda pārbaudīja attiecības starp miegu un gēna ekspresiju spalvu folikulās, kas iesaistītas tumšu, melanozu spalvu plankumu veidošanā. 'Tāpat kā vairākās citās putnu un zīdītāju sugās, mēs esam noskaidrojuši, ka melaniskā plankumainība pūcēs ir ar dažādām uzvedības un fizioloģiskām iezīmēm, no kurām daudzas ir saistītas arī ar miegu, piemēram, imūnsistēmas darbību un enerģijas regulēšanu', atzīmē Aleksandrs Roulins. no Lozannas Universitātes. Patiešām, komanda atklāja, ka pūcēm, kas izsaka augstāku melanismā iesaistītā gēna līmeni, bija mazāks REM miegs, nekā paredzēts viņu vecumam, kas liecina, ka viņu smadzenes attīstījās ātrāk nekā pūcēm, kas izsaka zemāku šī gēna līmeni. Saskaņā ar šo interpretāciju šī gēna kodētajam fermentam ir arī nozīme smadzeņu attīstībā iesaistīto hormonu (vairogdziedzera un insulīna) ražošanā.

Lai gan ir nepieciešami papildu pētījumi, lai precīzi noteiktu, kā miegs, smadzeņu attīstība un pigmentācija ir savstarpēji saistīti, šie atklājumi tomēr rada vairākus intriģējošus jautājumus. Vai miega izmaiņas smadzeņu attīstības laikā ietekmē pieaugušo smadzeņu organizāciju? Ja jā, vai tas veicina saikni starp uzvedības un fizioloģiskajām iezīmēm un pieaugušo pūču novēroto melanismu? Vai pieaugušo pūču miegs un pigmentācija ir covari, un ja jā, kā tas ietekmē viņu uzvedību un fizioloģiju? Visbeidzot, Nīls Rattenborgs no Maksa Planka Ornitoloģijas institūta Seewiesen cer, ka “šo dabiski sastopamo REM miega variāciju smadzeņu attīstības periodā var izmantot, lai precīzi atklātu, ko REM miegs dod jaunattīstības smadzenēm mazuļu pūcēs, kā arī cilvēki. ”




CaurMaksa Planka biedrība