שינה חיונית לחלק ניכר מממלכת החי. במהלך הלילה, מנגנוני תיקון של נוירונים ורקמות מופעלים כדי לסייע בהתאוששות מפעילות יומיומית. זהו מצב מסוכן, שכן אורגניזמים שישנים פגיעים יותר מפני טורפים. עם זאת, התופעה משתרעת מיונקים ועד חסרי חוליות. אף על פי כן, עד כה לא היה ידוע האם קבוצות אחרות, עתיקות יותר, ללא נוירונים, כמו אלמוגים, עוסקות בסוג כלשהו של מנוחה לילית.
במחקר שנערך בהובלת המכון לביולוגיה אבולוציונית - מרכז מחקר משותף של מועצת המחקר הלאומית של ספרד ואוניברסיטת פומפאו פברה בברצלונה - התגלה כי גם אלמוגים ישנים, למרות שאין להם מערכת עצבים, בעוד שהמיקרוביום שלהם נשאר פעיל.
4 צפייה בגלריה
דגימת האלמוגים מול חופי האי קוראסאו שבדרום הים הקריבי
(צילום: Brad Weiler and Javier del Campo)
אלמוגים צריכים לנוח בין שקיעת השמש לזריחתה כדי להתאושש מהעקה החמצונית הנגרמת על ידי המיקרואורגניזמים שלהם במהלך שעות היום, כאשר הם מזינים אותם באמצעות פוטוסינתזה. על כן, המחקר שפורסם בכתב העת Cell Host & Microbe מצביע על כך ששינה היא מנגנון אבולוציוני עתיק יותר ממה שחשבו בעבר. כמו כן, ייתכן שהשינה תרמה לשמירה על איזון היחסים בין מארח למיקרואורגניזם לפני מיליארדי שנים.
המחקר בוצע בשונית האלמוגים של האי קוראסאו שבדרום הים הקריבי, שם נחקרו אלמוג המוח Pseudodiploria strigosa והסימביונט שלו (יצור חי המקיים יחסי גומלין הדוקים וארוכי טווח עם המארח), האצה Breviolum – החיה בתוך תאיו ומספקת לו חומרים מזינים כשהוא מבצע פוטוסינתזה.
כדי לבצע את המחקר, הצוות ערך צלילות כל שש שעות במשך שלושה ימים, לעומק של כחמישה מטרים, ולראשונה חקר את פעילות האלמוגים והמיקרוביום שלהם באתרם במהלך היום והלילה.
4 צפייה בגלריה
המחשת תהליך הערות והשינה של אלמוג המוח Pseudodiploria strigosa, לרבות מה שמתרחש בכל שלב
(איור: מתוך כתב העת Cell Host & Microbe)
כאמור, הם גילו שהאלמוג המארח ישן בלילה, למרות שאין לו מערכת עצבים. "אלמוג המוח שחקרנו התגלה כמי שישן שליש מהיממה, כמו בני אדם. מחזור היום-לילה מווסת את השעון הביולוגי שלו, המכונה מקצב צירקדי", הסביר ד"ר בראדלי אלן ויילר, עמית צוות המחקר מהמחלקה לביולוגיה ימית ואקולוגיה באוניברסיטת מיאמי ומהמכון לביולוגיה אבולוציונית. "אבל בזמן שהאלמוג נח, המיקרואורגניזמים שלו נשארים פעילים ויציבים ברובם".
כאשר החשיכה יורדת, אלמוגים מפעילים מנגנונים לתיקון דנ"א שניזוק במהלך היום. על ידי שנתם, האלמוגים ממזערים את השפעות העקה החמצונית ומאזנים את מערכת היחסים שלהם עם המיקרואורגניזמים. "בלילה, האלמוגים מתקנים דנ"א שניזוק", הסביר חאבייר דל קמפו, עמית צוות המחקר שמגיע גם הוא מהמחלקה לביולוגיה ימית ואקולוגיה באוניברסיטת מיאמי ומהמכון לביולוגיה אבולוציונית. "המיקרואורגניזמים מפסיקים לעשות פוטוסינתזה, אך הם שומרים על תפקודים תאיים אחרים ואינם זקוקים למנוחה ארוכה".
4 צפייה בגלריה
דגימת האלמוגים מול חופי האי קוראסאו שבדרום הים הקריבי
(צילום: Brad Weiler and Javier del Campo)
המחקר מראה כיצד מערכות יחסים הדדיות יכולות להיות מועילות, למרות תופעות לוואי. שנת האלמוגים מאפשרת להם להתאושש מנזקים יומיומיים, ותורמת לקיום יחסים סימביוטיים לאורך זמן. "ייתכן שמיקרואורגניזמים אלה נלכדו בתוך תאי האלמוגים לפני מיליארדי שנים, וכי מגע זה בסופו של דבר הוליד מערכת יחסים מועילה הדדית", אמר ד"ר דל קמפו. "כעת יש לנו הבנה טובה יותר של הפיזיולוגיה של האלמוגים, האדריכלים הגדולים של מערכות אקולוגיות ימיות", הוסיף ד"ר ויילר.
לדבריו של ד"ר דל קמפו, נהוג היה לחשוב שרק בעלי חיים עם מוח זקוקים לשינה. כעת, ברור כי כל היצורים החיים זקוקים לתנומה בצורה כזו או אחרת. "הוכח ששינה מהווה מפתח לשמירה על קשרים בין מינים שהתפתחו יחד", סיכם ד"ר דל קמפו. "מחקר זה מזמין אותנו לחשוב מחדש על קשרים סימביוטיים בטבע ולהעריך את התפקיד החיוני שמילאו לאורך ההיסטוריה האבולוציונית".
