Sürüngenlerin Uyku Evreleri Ortak Ataya İşaret Ediyor

Böceklerden insanlara kadar tüm hayvanlar uyur. İnsanlarda uykuya özgü beyin etkinlikleri de tanımlanabilmiştir: Yavaş dalga etkinliği periyotlarının her birini, kısa süreli REM (Hızlı Göz Hareketleri..
Görsel Telif: MPI f. Brain Research/ S. Junek

Böceklerden insanlara kadar tüm hayvanlar uyur. İnsanlarda uykuya özgü beyin etkinlikleri de tanımlanabilmiştir: Yavaş dalga etkinliği periyotlarının her birini, kısa süreli REM (Hızlı Göz Hareketleri [İng. Rapid Eye Movements]) uykusu evreleri izler. Uykunun, beyindeki işlevleri tam anlaşılamamış olan bu elektriksel özellikleri, şimdiye dek sadece memelilerde ve kuşlarda tanımlanmış; sürüngenler, amfibiler (hem karada hem suda yaşayan ikiyaşayışlılar) ve balıklar için tanımlanmamıştı. Fakat şu da bir gerçek ki, kuşlar aslında sürüngen. Sonuçta onlar, epeydir soyları tükenmiş durumda olan dinozorların tüylü torunları. O halde beyinsel uyku nasıl evrimleşti?

Geçtiğimiz günlerde, Frankfurt’ta bulunan Max Planck Enstitüsü Beyin Araştırmaları Bölümü’nden Gilles Laurent ve laboratuvarında çalışan ekibi, ilk kez olarak bir sürüngende yavaş dalga uykusu ve REM uykusu tanımladı. Avustralya sakallı ejderi (Lat. Pogona vitticeps) üzerinde yapılan araştırmadan elde edilen bulgular, beyinsel uykunun amniyotların evriminde, yani omurgalıların karaya çıkmaya başlamasıyla, hatta belki daha önce ortaya çıkmış olduğuna işaret ediyor.

Kuşlar, sürüngenler ve memeliler amniyottur. Yumurtalarının suyun dışında hayatta kalabilmesi dolayısıyla karada üreyebilen, dört ayağı olan omurgalı bir ortak atadan gelirler. İlk amniyotlar yaklaşık 320 milyon yıl önce belirdi. Kısa süre içinde amniyotlar, birinin sonu memelilere varacak olan, diğerinin sonu da sürüngenler ile kuşlara varacak olan iki dala ayrıldı. Sakallı ejderler, 250 milyon yıl kadar önce ortak sürüngen kolundan dallanan bir kertenkele türüdür. Bu dal, dinazorlara ve kuşlara uzanan daldan çok daha önce belirmiştir. Dolayısıyla kertenkelede, kuşta ve memelide gözlemlenen görüngüler, büyük olasılıkla ortak atalarında da bulunmuştur.

Gilles Laurent ve ekibi, basit yapılı ve atalardan kalma tasarımından ötürü sürüngen beynini inceleyerek, kortikal işlevini, dinamiklerini ve hesaplama gücünü anlamaya çalışıyor. Bu çalışmalardan birini yaparken, geceleyin dinlenmekte olan kertenkelelerin kayda alınan beyin etkinliklerinin, iki durum arasında düzenli bir salınım yaptığını gözlemlediler. Son çalışmaları da bu gözlemden hareketle yapılmış. Ekip şu soruyu sormuş: Gördüğümüz şey, yavaş dalga uykusu ve REM uykusu mu?

Bu soruyu yanıtlamak için beyinden kaydedilen nöron etkinliğini çok sayıda istatistiksel, dinamiksel ve anatomik özelliklere dayanarak ve onları gözlemlenebilen davranışlarla (örneğin, gözlerin hızlı şekilde hareket etmesi gibi) ilişkilendirerek sınıflandırmak gerekiyor. Laurent ve ekibi yayımladıkları raporda, Avustralya ejderinde, memeli uykusuna çok benzer özellikler taşıyan REM ve yavaş dalga uykusunun varlığını tanımlıyor. Sakallı ejderin uykusu iki evreden oluşuyor: Birinde frekansı düşük, genliği büyük ortalama beyin etkinliği ve nadir nöron ateşlemesi (yavaş dalga uykusu), diğerinde ise uyanık zamanlardakine benzer bir beyin etkinliği ve hızlı göz hareketleri  (REM uykusu) oluyor. Memeli uykusu ile benzer olan bir başka özellik de yavaş dalga uykusu sırasında korteksin diğer bir alanla koordineli etkinliği. Ejderlerde bu alana “arka karıncık tepesi” (İng. dorsal ventricular ridge) adı verilirken, memelilerdeki karşılığı hipokampüstür.

Araştırmacılar ilginç farklar olduğunu da belirtiyor. Örneğin kertenkelenin uyku ritmi aşırı düzenli ve hızlı. Bir uyku çevrimi 27°C ortamda 80 saniye kadar sürüyor. Bu çevrim insanlarda 60-90 dakika, kedilerde ise 30 dakikadır. Ayrıca kertenkelelerde iki evrenin uzunluğu hemen hemen eşitken, memelilerde REM evresi diğerinden çok daha kısa sürer. Kuşlarda ise hem kısa hem de düzensizdir. Tüm bunlar düşünüldüğünde, kertenkele uykusunun çok daha basit ve beyin uykusunun atalardaki durumuna muhtemelen çok daha benzer olduğu çıkarımı yapılabilir.

Peki bu bulguları sürüngen, kuş ve memelilerin ortak atasına mı, yoksa ayrı ataların geçirdiği yakınsak evrime mi yormalı?  Laurent şöyle açıklıyor: “Uyku beyin dinamiği gibi karmaşık bir görüngü için yakınsak evrimin (amniyot evriminde iki ya da üç kez) gerçekleştiğini kabul etmek, ortak ata kaynaklı olduğunu düşünmekten daha güç. Sürüngenlerin ilk dallanmalarını göz önüne alırsak, kaplumbağalar, kertenkeleler ve timsahlar gibi çeşitli sürüngen kollarından gelen ek kanıtlar ortak ata olasılığını kuvvetlendirir. Şu anda elimizdeki kanıtlar, REM ve yavaş dalga uykusunun orijini olarak sürüngenlerin, kuşların ve memelilerin ortak atası olan ve yaklaşık 320 milyon yıl önce yaşamış bir türe işaret ediyor.” O zamanlar, yani 320 milyon yıl önce kıtaların henüz oluşmadığını ve dünyanın üzerinde yüzen tek parça kara olduğunu anımsayalım.

Bu araştırmanın üzerine izlemenizi önerebileceğimiz ve aşağıdaki videoda Türkçe altyazılı olarak bulabileceğiniz ‘İçimizdeki Sürüngen’ belgeselini de ekliyoruz.

 


Kaynaklar:

  • Phys.org, “Study shows reptiles share REM and slow-wave sleep patterns with mammals, birds”
    < http://phys.org/news/2016-04-bearded-dragons-rem.html >
  • Felis Agnosticus, “‘İçimizdeki Sürüngen’ Belgeseli”
    < http://www.baharkilic.org/post/2015/01/19/Icimizdeki_Balik_belgeseli_.aspx >

İlgili Makale: “Slow waves, sharp waves, ripples, and REM in sleeping dragons,” Science, DOI: 10.1126/science.aaf3621
< http://dx.doi.org/10.1126/science.aaf3621 >


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv