Örümcekler Ne Rüya Görür? Bilim İnsanları Eklembacaklılarda Gizli Uyku Döngüsünü Buldu
Bilim insanları, örümceklerin kas seğirmeleri 66006ve göz hareketleriyle birlikte REM benzeri bir uyku yaşadığını keşfetti; bu da onların rüya görebileceği ilginç olasılığını ortaya koyuyor.
Örümceklerin uyuyan insanlarla daha önce fark ettiklerinden daha fazla ortak noktası olabilir. Bonn Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, Avustralya sıçrayan örümceklerinin, insanlardaki REM uykusuna çok benzeyen bir durum da dahil olmak üzere iki farklı uyku evresi yaşadığını keşfetti. Bu evrede örümcekler gözlerini hareket ettirir ve kaslarını seğirtir; bu davranışlar, uykunun kökeni ve örümceklerin rüyaya benzer bir şey yaşayıp yaşayamayacağı konusunda ilginç soruları gündeme getiriyor.
Bulgular, örümceklerde düzenlenmiş uykunun ilk kapsamlı deneysel doğrulamasını sağlıyor. Ayrıca, karmaşık uyku düzenlerinin hayvanlar aleminde daha önce anlaşıldığından çok daha yaygın olabileceğini de gösteriyor.
İnsanlarda ve diğer omurgalılarda uyku, REM (hızlı göz hareketi) uykusu da dahil olmak üzere birden fazla evreyi içerir. Bu evre, insanlarda hızlı göz hareketleri, kas aktivitesindeki değişiklikler ve canlı rüyalarla ilişkilidir. Bilim insanları, örümcekler de dahil olmak üzere çok farklı sinir sistemlerine sahip hayvanların benzer uyku durumları yaşayıp yaşamadığını uzun zamandır merak ediyorlardı. Bu konuyu araştırmak için Bonn Üniversitesi Organizma Biyolojisi Enstitüsü’nden araştırmacılar alışılmadık bir konuya yöneldiler: Avustralya sıçrayan örümceği Portia fimbriata.
Örümcek Portia fimbriata, ağ ören bir örümceği avlıyor. Fotoğraf: Daniela C. Rößler
Son Derece Zeki Bir Örümcek
Bu örümcek, gelişmiş avlanma teknikleriyle bilinen bir yırtıcı grubu olan Portia cinsine aittir. Birçok örümceğin öncelikle böcek avlamasının aksine, Portia türleri diğer örümcekleri avlamada uzmanlaşmıştır.
En dikkat çekici stratejilerinden biri, avlarının ağlarını manipüle etmeyi içerir. İpek içinde çırpınan böcekleri taklit eden titreşimler üreterek, bu örümcekler ağ ören örümcekleri kendilerine doğru çekebilirler. Bu kadar karmaşık avlanma davranışı, farklı durumlara uyum sağlama ve öğrenme konusunda alışılmadık bir kapasiteye işaret etmektedir.
Etkileyici yeteneklerine rağmen, bu yırtıcılar oldukça küçüktür. Tam olarak büyümüş bir Portia fimbriata, yaklaşık olarak bir euro büyüklüğündedir.
Gelişmiş davranışları, onları uyku araştırması için özellikle ilgi çekici konular haline getirdi. Bilim insanları, bu örümceklerin gece boyunca sadece hareketsiz mi kaldıklarını yoksa omurgalılarda gözlemlenenlere benzer gerçek, biyolojik olarak düzenlenmiş bir uyku durumuna mı girdiklerini belirlemek istediler.
Bilim İnsanları İki Farklı Uyku Evresi Keşfetti
Araştırmacılar, Portia fimbriata’nın sadece dinlenmekten daha fazlasını yaptığına dair ikna edici davranışsal kanıtlar buldu. Örümcekler, açıkça ayırt edilebilen iki evreye sahip, düzenlenmiş bir uyku sergiliyor.
Bu evrelerden biri, hızlı göz hareketleri ve kas seğirmeleriyle karakterize edilen, insan uykusunun iyi bilinen bir evresi olan REM uykusuna çok benziyor.
Örümceklerin REM benzeri dönemlerinde, araştırmacılar göz hareketleri ve kas seğirmeleri gözlemledi; bu da uykunun belirli özelliklerinin, sinir sistemleri bizimkinden önemli ölçüde farklı olan hayvanlar tarafından paylaşılabileceğini düşündürüyor.
Bu keşif özellikle önemlidir çünkü uyku hakkındaki bilimsel bilgilerin çoğu, insanlar, diğer memeliler, kuşlar ve sürüngenler de dahil olmak üzere omurgalılar üzerinde yapılan çalışmalardan elde edilmiştir. Şimdiye kadar, örümceklerde gerçek uyku davranışını ortaya koyan kapsamlı deneysel kanıtlar eksikti.
REM benzeri hareketler ilgi çekici olsa da, örümceklerin rüya gördüğünü göstermezler. Örümceklerin insan rüyalarına benzer bir şey yaşayıp yaşamadığını belirlemek, bu çalışmada mevcut olan davranışsal gözlemlerin ötesinde kanıt gerektirecektir.
Araştırmacılar Uyuyan Örümcekleri Nasıl İnceledi?
Örümceklerin gece davranışlarını incelemek için bilim insanları, Portia fimbriata türünden bireysel örnekleri birden fazla gün ve gece boyunca izlediler.
Her örümcek, 12 santimetre çapında küçük bir plastik kapta tutuldu. Araştırmacılar, günlük aktivite döngülerini incelemek ve davranışlarının gece ve gündüz arasında nasıl değiştiğini belirlemek için hayvanları farklı aydınlatma koşullarına maruz bıraktılar.
Yüksek çözünürlüklü video kayıtları, ekibin örümceklerin hareketlerini ayrıntılı olarak incelemesine olanak sağladı. Gece gözlemleri sırasında, kızılötesi kameralar, görünür ışığa ihtiyaç duymadan uyku pozisyonlarını, hareketsizlik dönemlerini ve REM benzeri davranış bölümlerini kaydetti.
Ancak hareketsiz kalmak mutlaka uyku kanıtı değildir. Hayvanlar çeşitli nedenlerle hareketsiz hale gelebilir, bu nedenle araştırmacılar gerçek uykuyu sıradan dinlenmeden ayırt etmek için ek kanıtlara ihtiyaç duydular.
Örümceklerin sese verdikleri tepkileri test ettiler ve hayvanların ne kadar hızlı tepki verdiklerini ölçtüler. Bu deneyler, örümceklerin dinlenme dönemlerinde dışsal rahatsızlıklara karşı daha az duyarlı hale gelip gelmediklerini belirlemeye yardımcı oldu; bu da uykunun önemli bir özelliğidir.
Ekip ayrıca, bir hayvanın kesintiye uğramış veya yetersiz uykuyu daha sonra daha fazla uyuyarak telafi etmesiyle ortaya çıkan “uyku telafisi” olarak bilinen bir fenomeni de araştırdı. Bu tepkinin test edilmesi, örümceklerin dinlenmesinin altta yatan biyolojik bir ihtiyaç tarafından düzenlenip düzenlenmediğini belirlemeye yardımcı oldu.
Bu gözlemler ve deneyler birlikte, örümceklerin sadece hareketsiz kalmak yerine gerçek uyku deneyimlediklerine dair kanıt sağladı.
Örümceklerde Uykuyu Belirlemenin Zorluğu
Örümceklerde uykuyu incelemek, araştırmacıların insanlarda veya diğer memelilerde tipik olarak karşılaşmadıkları zorluklar sunmaktadır.
En büyük engellerden biri, deneyler sırasında örümcekleri güvenilir bir şekilde uyandıracak bir uyarıcı belirlemekti. Örümcekler çevrelerini insanlardan çok farklı algılarlar, bu da tepkilerini tutarlı bir şekilde ölçebilecek testler tasarlamayı zorlaştırır.
Araştırmacılar ayrıca REM benzeri aşamada kaydedilen olağandışı hareketleri yorumlarken dikkatli olmak zorundaydılar. Göz hareketleri ve kas seğirmeleri omurgalılarda REM uykusuyla ilişkili davranışlara benzese de, benzer dışa doğru hareketler sinir sisteminin içindeki aynı süreçleri mutlaka göstermez.
Bir diğer önemli sınırlama ise örümceklerin beyin aktivitesini doğrudan ölçmenin mümkün olmamasıydı. Bunun yerine, araştırmacılar sonuçlarını tamamen gözlemlenebilir davranışlara dayandırmak zorunda kaldılar.
Bu zorlukların üstesinden gelmek için, uzun gözlem süreleri boyunca kapsamlı yüksek çözünürlüklü video kayıtları topladılar. Bu, ince hareketleri ve uyku düzenlerini incelemek için gereken ayrıntıyı sağladı, ancak aynı zamanda analiz edilmesi gereken muazzam miktarda veri de üretti.
Davranışsal kayıtları, kesintiye uğramış uykudan tepki verme ve iyileşmeyi ölçen deneylerle birleştirerek, araştırmacılar örümceklerde gerçek uykuya dair çok daha güçlü bir kanıt ortaya koymayı başardılar.
Örümcek Uykusunun Evrim Hakkında Ortaya Koydukları
Bu keşif, uykunun nasıl evrimleştiğini anlamak için önemli sonuçlar doğurabilir.
REM uykusu, insan biyolojisinin en büyüleyici ve hala tam olarak anlaşılamayan yönlerinden biridir. İnsanlarda rüyalarla yakından ilişkili olmasına rağmen, bilim insanları daha geniş işlevlerini ve evrimsel tarihini araştırmaya devam ediyor.
Örümceklerde REM benzeri davranışın bulunması, karmaşık uykunun bazı özelliklerinin daha önce belirlenenden çok daha geniş bir hayvan yelpazesinde paylaşıldığı olasılığını ortaya koyuyor.
Örümcekler ve omurgalılar çok farklı sinir sistemlerine sahip olsalar da, her ikisi de farklı davranışsal uyku durumlarına girebiliyor gibi görünüyor. Bu benzerlikleri anlamak, araştırmacıların evrim boyunca devam eden veya farklı hayvan gruplarında bağımsız olarak gelişen uykunun temel özelliklerini belirlemelerine yardımcı olabilir.
Bulgular ayrıca davranış biyolojisi, sinirbilim ve kronobiyoloji (biyolojik ritimlerin ve iç saatlerin incelenmesi) alanlarında yeni fırsatlar açıyor. Bu bulgular, nispeten basit sinir sistemlerine sahip hayvanlarda uykunun nasıl işlediğini anlamak için özellikle değerli olabilir.
Bilim insanları, uyku araştırmalarını insanlarla ve geleneksel laboratuvar hayvanlarıyla sınırlamak yerine, özellikle alışılmadık sinir sistemlerine veya son derece özelleşmiş adaptasyonlara sahip olanlar olmak üzere, çok daha geniş bir tür yelpazesini incelemeyi önermektedir.
Bu tür karşılaştırmalar, uykunun evrensel bir biyolojik amaca hizmet edip etmediğini ve temel özelliklerinden bazılarının hayvan evriminin çok erken dönemlerinde ortaya çıkıp çıkmadığını ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir.
On yıllarca süren araştırmalara rağmen, hayvanların neden uyuduğu ve farklı uyku aşamalarında neler olduğuyla ilgili birçok temel soru, insanlarda bile hala cevapsız kalmaktadır.
Örümcekler Rüya Görebilir mi? Bilim İnsanları Bunu Öğrenmek İstiyor
Bonn Üniversitesi araştırmacıları, bu çeşitli hayvan grubunda uyku ve REM benzeri durumların nasıl evrimleştiğini daha iyi anlamak için araştırmalarını diğer örümcek türlerine genişletiyorlar.
Ayrıca, laboratuvar ortamlarında uyuyan örümcekleri, vahşi doğada yaşayanlarla karşılaştırmayı planlıyorlar. Bu çalışmalar, doğal çevrenin uyku düzenlerini kontrollü laboratuvar koşullarının tam olarak yakalayamayacağı şekillerde etkileyip etkilemediğini ortaya çıkarabilir.
Bir diğer önemli araştırma yönü ise uyku ve zeka arasındaki ilişkiyi incelemektir. Portia örümcekleri gelişmiş avlanma ve öğrenme yetenekleri sergiledikleri için, uykunun insanlardan çok farklı beyinlere sahip hayvanlarda bilişsel süreçlere katkıda bulunup bulunmadığını araştırmak için ilginç bir fırsat sunmaktadırlar.
Gelecekteki çalışmalar ayrıca örümceklerin ve böceklerin sinir sistemlerinde uyku sırasında neler olduğunu da inceleyecektir. Sinir aktivitesinin doğrudan ölçümleri, örümceklerde gözlemlenen REM benzeri davranışların omurgalılarda bulunanlara benzer süreçleri içerip içermediğini belirlemeye yardımcı olabilir.
Araştırmacılar ayrıca çevresel değişikliklerin uykuyu nasıl etkilediğiyle de ilgileniyorlar. Özellikle, iklim değişikliğinin ve gece yapay ışıklandırma (ALAN) dahil olmak üzere insan faaliyetlerinin örümceklerin ve diğer küçük hayvanların uyku davranışları üzerindeki etkilerini araştırmayı umuyorlar.
Yapay gece aydınlatması, birçok organizmanın günlük ritimlerini düzenlemek için kullandığı doğal ışık ve karanlık döngüsünü değiştirebilir. Örümceklerin bu bozulmalara nasıl tepki verdiğini anlamak, insan faaliyetlerinin daha geniş ekolojik sonuçlarına dair yeni bilgiler sağlayabilir.
Şimdilik, bulgular dikkat çekici bir şeyi ortaya koyuyor: minik bir sıçrayan örümcek bile, insanlardaki REM uykusuna benzeyen bir aşama da dahil olmak üzere, farklı, düzenlenmiş uyku aşamaları yaşayabiliyor.
Bu uyuyan örümceklerin gerçekten rüya görüp görmediği açık bir soru olarak kalıyor, ancak alışılmadık gece davranışları bilim insanlarına biyolojinin en eski gizemlerinden birini araştırmak için yeni bir yol sunuyor.
Kaynak: https://scitechdaily.com