Zelfs een primitief dier als de kwal slaapt ’s nachts

Dag-nachtritme

Kwallen vertonen gedrag dat in alles doet denken aan slaap. Het lijkt erop dat slaap al heel vroeg in de evolutie is ontstaan.

Een exemplaar van Cassiopea. Meestal ligt de kwal ondersteboven op de zeebodem, met de tentakels naar boven. Foto Istock

Kwallen blijken overdag actiever dan ’s nachts. ’s Nachts moet je ze echt ‘wakker schudden’ voordat ze ergens op reageren. En als je ze ’s nachts actief houdt, zijn ze overdag traag en minder alert. Kortom, kwallen verkeren ’s nachts in een toestand die in alles lijkt op slaap. Dat concluderen onderzoekers van het California Institute of Technology (CalTech) in Current Biology (21 september, online).

Onder neurobiologen is er nog veel discussie over slaap. Wat is het precies? Wat is de functie? Veel gangbare definities spreken van een rusttoestand van de hersenen. Wat betreft de functie zou het iets te maken hebben met leren en geheugen. Dat suggereert dat je hersenen nodig hebt om te kunnen slapen. Maar ook insecten, schorpioenen en zelfs rondwormen vertonen een slaap-waakritme. Die hebben allemaal een centraal zenuwstelsel, inclusief een zenuwknoop in het hoofd, maar geen echte hersenen. Kwallen hebben zelfs geen zenuwknoop, alleen een netwerk van zenuwen die straalsgewijs over het lichaam lopen, zonder centrale aansturing. „Het is daarom heel interessant dat kwallen ook lijken te slapen”, reageert neurobioloog Peter Meerlo, specialist in slaap- en dag-nachtritme aan de Rijksuniversiteit Groningen. „Dat is niet eerder aangetoond in een dier met zo’n primitief, diffuus zenuwstelsel.”

Bij gewervelde dieren kijken slaaponderzoekers graag in de hersenen met bijvoorbeeld een EEG of een MRI-scan. Bij de kwallen onderzochten de Amerikanen alleen het gedrag. Het ging om Cassiopea, een kleine kwal die algemeen voorkomt in ondiepe tropische wateren. Hij ligt meestal ondersteboven op de zeebodem, met zijn tentakels naar boven. De hele dag door maakt Cassiopea pulserende bewegingen. Hij trekt zich ritmisch samen om zijn tentakels voortdurend te voorzien van zuurstof en voedsel. Dat doet hij overdag gemiddeld 24 keer per minuut en ’s nachts maar vier keer per minuut. Dat zou nog kunnen duiden op een gewone periode van rust, aldus Meerlo, die overigens niet meewerkte aan het onderzoek.

Slaap onderscheidt zich van rust op twee punten: dat je als het ware ‘afwezig’ bent en dus een sterkere prikkel nodig hebt om ergens op te reageren dan in waaktoestand. En dat je die slaap nodig hebt voor een vorm van herstel, dus dat je de slaap moet inhalen als die wordt verstoord. Meerlo: „Dat is hier allebei aangetoond.”

Als de onderzoekers snel een bodempje onder de liggende kwallen lieten wegzakken, dan duurde het ’s nachts drie keer zo lang tot ze gingen zwemmen als overdag. Waren de kwallen eenmaal wakker, dan reageerden ze weer net zo alert als overdag. Maar als ze de hele nacht door elke 20 minuten werden gewekt, dan waren ze overdag 12 procent langzamer dan normaal. Totdat ze weer een nacht hadden mogen doorslapen. Meerlo: „Het doet vermoeden dat slaap, in een elementaire vorm, al heel vroeg in de evolutie is ontstaan.”