Всем животным, включая насекомых, нужен сон. Или они? Это вопрос, который исследователи, опубликовавшие 3 октября в журнале Current Biology, изучают в исследованиях сна удивительной группы субъектов: рабочих-шмелей, ухаживающих за расплодом. Их исследования показывают, что рабочие пчелы, ухаживающие за куколками, спят гораздо меньше, чем другие пчелы, даже когда заботятся о чужом потомстве.
«Наши результаты показывают, что сон более пластичен и менее ригидный, чем принято считать», - говорит автор-корреспондент Гай Блох из Еврейского университета. Они также подчеркивают ценность изучения сна у различных видов в природе, а не только у горстки «модельных организмов» в лаборатории, говорят исследователи.
Сон насекомых очень похож на сон людей и других животных. Они перестают двигаться, принимают типичную для сна позу и становятся менее чувствительными к шуму или прикосновениям. Когда люди, грызуны или мухи лишены сна, это ставит под угрозу их здоровье и работоспособность.
Но новое исследование предполагает, что в некоторых случаях это можно обойти. Блох и его коллеги ранее показали, что пчелы регулируют свою деятельность в зависимости от своей роли в колонии: собиратели демонстрируют сильный циркадный ритм, а пчелы-кормилицы круглосуточно ухаживают за расплодом. Они задавались вопросом, как эта потеря сна повлияла на них.
Чтобы выяснить это в новом исследовании, исследователи, в том числе первый автор Моше Нагари, объединили видеозаписи, подробный поведенческий анализ, эксперименты с лишением сна и оценки порога реакции, чтобы охарактеризовать поведение во сне рабочих шмелей. Их исследования показывают, что шмели, ухаживающие за молодняком, действительно спят гораздо меньше. Это верно даже тогда, когда выводок не нужно кормить и когда детеныши не свои.
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что вещества, вырабатываемые куколками, вызывают сокращение сна. Удивительно, однако, когда куколки и их вещества были удалены, эти пчелы не показали ожидаемого восстановления сна. Это предполагало, что они не были лишены сна ожидаемым образом.
«Самым удивительным был тот факт, что кормящие пчелы так мало спят, даже когда ухаживают за куколками, которых не нужно кормить», - говорит Нагари. «До этого исследования мы предполагали, что основные функции круглосуточной активности пчел-кормилиц без циркадных ритмов заключаются в улучшении питания развивающихся личинок, что позволяет им быстро расти».
Выводы дополняют новые доказательства того, что в некоторых естественных условиях животные могут отказываться от сна, говорят исследователи. Например, они отметили, что птицы меньше спят во время сезонных миграций. Некоторые самцы птиц и плодовых мушек отказываются от сна, чтобы дать себе больше времени для спаривания. А некоторые пещерные рыбы в ходе эволюции стали меньше спать по сравнению с родственными видами рыб, обитающими в открытой воде.
Выводы, полученные на пчелах, поднимают вопрос о том, сказывается ли недостаток сна на здоровье или когнитивных способностях.
«Если потеря сна не требует затрат, это означает, что у пчел, ухаживающих за расплодом, есть механизмы, позволяющие им значительно сократить сон без ущерба для мозга и других тканей», - говорит Блох. «Это, конечно, поднимает вопрос о том, что именно представляют собой эти механизмы и какова основная функция сна».