Welche Erleuchtung kann uns der schlaflose, augenlose Fisch bringen?

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Leviathan Press:

Ich habe jeden Tag das Gefühl, dass die Zeit nicht reicht, und wenn ich daran denke, ins Bett zu gehen, kommt es mir immer so vor, als wäre es Zeitverschwendung. Aber das ist unmöglich, wir wissen, wie wichtig Schlaf für uns ist. Was ist, wenn wir nicht schlafen? Das geht wirklich nicht.

Der Protagonist des heutigen Artikels eröffnet uns jedoch eine neue Perspektive auf den Schlaf: Wenn sich die äußeren Signale ändern, brauchen wir dann keine feste Schlafdauer mehr?

Oberflächlich betrachtet ist Schlaf ein offensichtliches und unverzichtbares physiologisches Phänomen. Es kommt in langen, trägen, vorhersehbaren Wellen und bedeckt Menschen, Elefanten, Vögel, Fische und Käfer. Es bringt Erholung, Reparatur und Lernen. Es folgt einem uralten Rhythmus, der tief in unseren Zellen zirkuliert und von der Bewegung unseres Planeten um seinen Stern gesteuert wird.

Wenn da nicht ein lästiger blinder Fisch gewesen wäre, hätten wir diese schöne und einfache Fantasie vielleicht geglaubt.

Vor mehr als einem Jahrzehnt erregte dieser Fisch – Astyanax mexicanus, auch als Blindfisch bekannt – die Aufmerksamkeit eines Doktoranden der New York University. Für die Wissenschaft ist diese Art nichts Neues – Aquarienliebhaber und Forscher sind seit Jahrzehnten fasziniert von ihr, denn sie bestaunen ihr geisterhaftes Aussehen und die Haut, die die Stelle bedeckt, an der ihre Augen sein sollten.

Aber die anderen Macken des Fisches sind mysteriöser.

Mexikanischer Karpfen. © Wikipedia

In Manhattan sind die Fische weit entfernt von ihrem Ursprungsort: einer Reihe abgelegener Höhlen im Nordosten Mexikos. In diesen Höhlen ist es immer dunkel, kühl, still und ziemlich langweilig. Es schien ein perfekter Ort zum Schlafen zu sein.

Daher beschloss der neugierige Doktorand Erik Duboué zu testen, ob diese Fische ungewöhnliche Schlafgewohnheiten zeigten. Eines Nachts im Jahr 2009 kam er um 2 Uhr morgens im Labor an und bemerkte etwas Seltsames an diesen blinden Fischen: Sie schienen vollkommen wach zu sein.

Bei weiteren Untersuchungen stellte er fest, dass sie trotz der hypnotischen Atmosphäre ihrer natürlichen Umgebung kaum schlafen. Tatsächlich stellte er fest, dass sie nur etwa dreieinhalb Stunden am Tag ein Nickerchen machten. Und ihre Schlafzeiten scheinen völlig zufällig zu sein und nur von kurzer Dauer zu sein.

Seltsamerweise scheinen diese blinden Höhlenfische Hunderttausende von Jahren mit diesem unregelmäßigen Zeitplan zurechtzukommen. „Sie sehen einen vollkommen gesunden Fisch, der allerdings keinen Schlaf braucht“, sagt Duboué, heute Molekulargenetiker an der Florida Atlantic University.

Seitdem haben Duboué und andere den seltsamen Schlaf dieser wachen Lebewesen untersucht – sie stimulieren sie im Labor, wecken sie aus gelegentlichem Schlummer und untersuchen ihre DNA. In Kombination mit Studien an anderen Tieren und einigen bizarren Experimenten, bei denen Menschen in Höhlen schlafen, decken Wissenschaftler neue Wahrheiten über den Schlaf auf, die uns in unserer hellen, routinemäßigen Welt lange Zeit Rätsel aufgegeben haben.

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Im Laufe der Evolution scheinen viele Tiere mit sehr wenig Schlaf überleben zu können.

Fregattvögel der Galapagosinseln machen während ihrer wochenlangen (oder sogar monatelangen) Jagdausflüge auf See kurze Nickerchen von jeweils nur wenigen Minuten, sodass sie insgesamt weniger als 40 Minuten Schlaf pro Nacht haben – weniger als ein Zehntel ihrer üblichen nächtlichen Ruhe.[1] Sogar intelligente afrikanische Elefanten scheinen in der Wildnis nur wenige Stunden sporadischen Schlaf pro Nacht zu bekommen, obwohl sie über 60 oder sogar 70 Jahre alt werden und immer noch erstaunliche kognitive, soziale, sprachliche und Gedächtnisfähigkeiten behalten können[2].

Fregattvögel schlafen gelegentlich während des Fluges und wechseln in den „Autopilot“-Modus. © Reddit

Diese extremen Beispiele haben unsere lange gehegte Annahme, dass Schlaf lebensnotwendig sei, in Frage gestellt.

Doch der mexikanische blinde Fisch faszinierte Duboué, weil seine Schlaflosigkeit so unerwartet kam. Die gleiche Art mexikanischer Blindfische lebt auch außerhalb der Höhle und bewegt sich im Sonnenlicht schnell durch den Fluss. Die Fische sind passend zu ihrer Umgebung dekoriert, haben zwei voll funktionsfähige Augen und schlafen gesunde 13 Stunden.

Zwei Seiten derselben Spezies: Die eine hat völlig normale Augen, während die andere ihr Sehvermögen fast vollständig verloren hat. © Natur

Die Unterschiede zwischen diesen beiden Populationen – denen, die an der Oberfläche leben, und denen, die in Höhlen leben – haben diese Fische zu Lieblingen der Biologen gemacht: Sie bieten eine realistische Möglichkeit, evolutionäre Prozesse zu erforschen.[3] Bisher konzentrierten sich die Wissenschaftler jedoch hauptsächlich auf die offensichtlichen Unterschiede im Aussehen der Fische. Diese Anpassung ist bis zu einem gewissen Grad sinnvoll: Wenn die Augen in völliger Dunkelheit nutzlos wären, hätte es keinen Sinn, Energie für ihr Wachstum oder ihre Pigmentbildung zu verschwenden.

Bis Duboué auftauchte, war jedoch niemandem das Schlafmuster des Fisches aufgefallen. „Es scheint eine vernünftige Idee zu sein, den Schlaf eines Fisches zu untersuchen, der – je nach Sichtweise – eine Million Jahre im Dunkeln gelebt hat“, sagte er.

Er führte das erste Schlaf-Tracking-Experiment durch: Mithilfe einer Videokamera verfolgte er die Bewegungen von Fischen. Aber er konnte nicht anders, als den Fisch zu untersuchen. Also schlich er sich mitten in der Nacht ins Labor. Er sah sofort, dass diese Höhlenfische nicht wie Oberflächenfische schliefen.

Aus wissenschaftlicher Sicht liegt das Schöne an blinden Höhlenfischen darin, dass sie alle das gleiche Merkmal der Schlaflosigkeit aufweisen, obwohl sie aus unterschiedlichen geografischen Populationen stammen – aus Höhlen in Tamaulipas bis hin zu Höhlen in San Luis Potosí – und sich jede Population unabhängig in ihrer eigenen Höhle entwickelt hat.

Vor etwa 800.000 bis 1 Million Jahren, während der Kalabrienzeit, floss Oberflächenwasser über den Kontinent und machte große Teile der Region zu einem zusammenhängenden Lebensraum, in dem sich Fische bewegen konnten – sie schwammen Wasserwege auf und ab, betraten und verließen Höhlen oder sonnten sich im Wasser. und kann nachts in einem normalen zirkadianen Rhythmus einschlafen. Doch dann ging das Wasser zurück. Die Höhlen sind vom Hauptwasserweg abgeschnitten und die Fische darin sind gefangen.

Hunderttausende Jahre später und sogar erst vor 200.000 Jahren geschah dies erneut: Dieses Mal blieb die neue Oberflächenart C. mexicana in den Höhlen gefangen, wo sie sich, wie es Arten tun, über Hunderttausende von Jahren weiterentwickelte.

Afrikanische Elefanten scheinen in der Wildnis jede Nacht nur wenige Stunden sporadischen Schlaf zu bekommen. © HERDs Elefantenwaisenhaus

Doch während ihrer langen Isolation in Höhlen scheint diese Fischpopulation auf dieselben endlosen schlaflosen Nächte zuzusteuern – was eine seltene wissenschaftliche Perspektive auf die Evolution des Schlafs bietet[4].

Wissenschaftler haben herausgefunden[5], dass viele Anpassungsmerkmale – von der Augenlosigkeit bis zur Schlaflosigkeit – offenbar über unterschiedliche genetische Wege entstehen. Doch beide in den Höhlen gefangenen Fischschwärme zeigten Veränderungen in einem Gen für einen Neurotransmitter namens Hypocretin.

Wie Dubouey erklärt, ist Hypocretin „ein Erregungssystem“. In Laborstudien stellten sie fest, dass alle blinden mexikanischen Höhlenfische tatsächlich einen Überschuss an Zellen hatten, die Hypocretin produzierten.[6]

Hypocretin ist nicht nur bei Fischen wirksam; Es hat bei verschiedenen Tieren, einschließlich Menschen, die gleiche erregende Wirkung. Störungen des Hypocretinismus können bei Menschen und ursprünglich auch bei Hunden Narkolepsie verursachen.

„Es ist sehr interessant“, sagt Duboué, dass dasselbe System dabei hilft, Schlaf und Wachsein zu kontrollieren, „egal, ob Sie ein Mensch, eine Maus oder ein Fisch sind.“ Sogar blinde Fische, die nur ab und zu ein paar Sekunden schlafen.

Denn der Schlaf wird in der Regel von zwei Faktoren gesteuert: dem circadianen Rhythmus und äußeren Signalen, die diesen Rhythmus aufrechterhalten.

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Bei fast allen Tieren wird der Schlaf vermutlich durch zirkadiane Rhythmen gesteuert, die wiederum von externen Signalen, sogenannten „Zeitgebern“, herrühren. Der „Time Reminder“ ist eine leistungsstarke externe Erinnerung, die sowohl als natürliches Schlaflied (Schlafen gehen) als auch als natürlicher Wecker (Aufstehen) dient.

© NPR

Früher dachte man, der circadiane Rhythmus werde ausschließlich durch das Sonnenlicht reguliert. Doch inzwischen haben Forscher herausgefunden, dass er von einer Reihe von Umweltfaktoren beeinflusst wird: Temperatur, Mondzyklen und sogar die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln. In einer Welt ohne Licht können Tiefseemuscheln, die in der Nähe hydrothermaler Tiefseequellen leben, beispielsweise die Zeit anhand der Gezeiten berechnen[7].

Der mexikanische Blindfisch lebt jedoch in einer völlig stummen „Zeiterinnerung“. Es gibt keine Temperatur- oder Lichtschwankungen und selbst die Gezeitengravitationseffekte des Mondes auf seinen winzigen Teich sind minimal. Einige Forscher spekulieren, dass Fledermäuse zu bestimmten Zeiten in Höhlen ein- und ausfliegen, dort Nahrung aufnehmen und dann Kot ins Wasser abgeben und so als „Zeitsignal“ fungieren. Bisher konnten Wissenschaftler jedoch keine Hinweise darauf finden, dass der Rhythmus der Fledermäuse den Schlaf der Fische beeinflusst.

Könnte es sein, dass ihr Tagesrhythmus durch das völlige Fehlen dieses „Zeitsignals“ so stark von dem ihrer an der Erdoberfläche lebenden Gegenstücke abweicht?

Als Duboué und andere Forscher dies untersuchten, stellten sie fest, dass das Geheimnis des circadianen Rhythmus komplex ist.[8] Bei vielen Tieren, die in einer Umgebung ohne Licht leben, können ihre latenten zirkadianen Rhythmen aktiviert werden, wenn sie regelmäßigen Lichtmustern ausgesetzt sind. Aber diese Fische sind anders. „Aus irgendeinem Grund haben sie ihren geregelten Rhythmus verloren“, sagte Duboué.

Woher wissen diese Fische also genau, wann sie schlafen und wann sie aufwachen sollen? Er sagte, dass es auf diese Frage noch keine klare Antwort gebe.

„Wir wissen, dass Schlaf und zirkadiane Rhythmen miteinander verbunden sind“, sagte Dubouey. Doch Studien an Höhlenfischen und anderen unterirdischen Tieren legen nahe, dass „die evolutionären Kräfte, die den zirkadianen Rhythmus und das Schlafbedürfnis steuern, möglicherweise voneinander verschieden sind.“

Der Somali-Höhlenfisch, auch Andrews-Höhlenfisch genannt, hat eine einzigartige biologische Uhr mit einem Zyklus von bis zu 47 Stunden und reagiert nicht auf Lichtreize. © The Conversation

Viele unterirdische Arten schlafen sehr wenig, haben aber dennoch eine normale innere Uhr – darunter auch andere Höhlenfische, die Duboué in Laos und Thailand untersucht hat –, obwohl sie möglicherweise Hunderttausende von Jahren ohne Lichtsynchronisation überlebt haben. (Somalische Höhlenfische haben ihren circadianen Rhythmus verloren, der auf Lichtsignale folgte, haben jedoch bislang einen Rhythmus beibehalten, der mit der Nahrungsaufnahme synchronisiert ist.) Genetische Studien haben gezeigt, dass Fischarten, die vor kurzem in Höhlen isoliert wurden, eher aktive circadiane Rhythmen beibehalten, obwohl sie von einem 24-Stunden-Schlafrhythmus getrennt sind.

Obwohl es seltsam klingen mag, den Schlaf vom zirkadianen Rhythmus zu entkoppeln, liegt darin eine gewisse Logik, die Sinn ergibt. Viele Organismen halten circadiane Rhythmen für Aktivitäten wie Essen und Fortpflanzung aufrecht, aber nicht unbedingt für das, was wir als Schlaf betrachten: Bakterien, Pflanzen und Pilze sind Beispiele dafür[9][10][11].

Wissenschaftler haben auch bei anderen Organismen eine merkwürdige Unterdrückung oder Veränderung des circadianen Rhythmus festgestellt: bei Honigbienenlarven, arktischen Rentieren und bestimmten Arten von Nacktmullen.[12] Darüber hinaus erfordert die Aufrechterhaltung jedes Systems, einschließlich des zirkadianen Rhythmus, Energie und in Höhlenumgebungen ist Nahrung oft knapp. Wenn also circadiane Rhythmen nicht nötig wären, wären sie vielleicht wie die Augen von Höhlenfischen auf den Schrotthaufen der Evolution gewandert?

„Wenn wir ‚Merkmal‘ hören, denken wir normalerweise an die Morphologie“, sagt Markus Friedrich, Leiter der Abteilung für Biologie an der Wayne State University, der den Schlafrhythmus (oder das Fehlen desselben) anderer Höhlenbewohnerarten untersucht hat. Wie Darwins Finken: Verändern Sie Ihre Umgebung, ändert sich auch die Form Ihres Schnabels. Könnte dies also auch bei einem so komplexen Schlafverhalten der Fall sein?

Die genaue Evolutionsdynamik dieser Möglichkeit wird noch untersucht. „Die circadiane Uhr ist wahrscheinlich nur einer von vielen Regulationsprozessen, die den Schlaf beeinflussen“, sagte Friedrich. Er stellte fest, dass Schlaf bei Tieren wie jede andere Eigenschaft ist. „Schlaf ist eine Eigenschaft, die man gestalten kann.“

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Am 4. Juni 1938 begaben sich der Psychologieprofessor Nathaniel Kleitman von der University of Chicago und sein Doktorand Bruce Richardson tief in die Mammoth Cave in Kentucky, eine riesige, hallenartige Höhle, um zu testen, ob sich ihr Schlafrhythmus durch den Aufenthalt in einer extremen Umgebung ohne regelmäßiges Licht verändern würde.

© Bibliothek der Universität Chicago

Sie trugen Laternen, Thermometer und Mausefallen (um nicht gestört zu werden). Aber es gibt keine Uhr. Das nahe gelegene Mammoth Cave Hotel stellte Betten, feine Bettwäsche und Mahlzeiten zu beliebigen Zeiten zur Verfügung. Sie verbrachten 32 Tage in der Höhle, wo die Temperatur konstant bei 12 Grad Celsius gehalten wurde, und Kleitman schrieb 1939 in seinem Buch „Schlaf und Wachheit“, dass „die Stille absolut war“.

Während ihres einmonatigen Aufenthalts gewöhnten sich die beiden Wissenschaftler an einen 28-Stunden-Tagesrhythmus, schliefen etwa neun Stunden und waren die nächsten 19 Stunden beschäftigt. Dies scheint Kleitmans Argument zu bestätigen, dass es „keine Grundlage dafür gibt, zu beweisen, dass eine kosmische Kraft einen 24-Stunden-Rhythmus bestimmt“ – es würde aber auch darauf schließen lassen, dass es innere Kräfte gibt, die dafür sorgen, dass der menschliche Schlaf einen einzigartigen, täglichen, rhythmischen Zyklus entwickelt.

Seitdem wurden in anderen Höhlenschlafexperimenten längere Aufenthalte mit Menschen durchgeführt, bei denen die Menschen aus ihrer gewohnten „Uhr“ herausgenommen wurden. Ein Beispiel hierfür ist der einjährige Aufenthalt des italienischen Soziologen Maurizio Montalbini in einer Höhle. Montalbigny hat zahlreiche rekordverdächtige Höhlenaufenthalte durchgeführt, oft allein, darunter einen aus dem Jahr 1993, der 366 Tage dauerte (er dachte damals, es seien nur 219 gewesen).

Montalbini. © IALP Bergmuseen

In anderen Studien mit Menschen, die sich freiwillig unter der Erde oder in Super-Schutzräumen isolierten, entwickelten einige Menschen einen Rhythmus von 14 Stunden Schlaf, gefolgt von 34 Stunden Aktivität, während andere einen Tageszyklus von bis zu 58 Stunden entwickelten.[13] Insgesamt gesehen haben die meisten Menschen jedoch immer noch einen Rhythmus, der annähernd 24 Stunden beträgt. Dies unterstreicht die Rolle der zirkadianen Rhythmen in unserem Körper, selbst in einem kleinen Teil unseres Lebens, in dem es keinen Standardzeitrahmen gibt.

„Wir haben aus diesen Experimenten gelernt, dass wir den Fruchtfliegen tatsächlich sehr ähnlich sind, da bei ihnen die circadiane Uhr die dominierende Kraft ist, die die Schlafaktivität reguliert“, sagt Friedrich, der den Schlaf von unterirdischen Käfern untersucht, die in riesigen Höhlen leben (denselben Höhlen, in denen Kleitman und Richardson gestrandet waren).

Friedrich weist darauf hin, dass Fruchtfliegen tatsächlich dazu neigen, vor Sonnenaufgang aufzuwachen, möglicherweise um sich auf die optimale Zeit zur Nahrungssuche vorzubereiten. In ähnlicher Weise können Menschen und andere Tiere durch vorhersehbare Tag-Nacht-Zyklen dazu verleitet werden, wach zu bleiben und auf den besten Zeitpunkt für die Nahrungssuche vorbereitet zu sein. Aus dieser Perspektive „sind Tiere Vorhersager zukünftiger Ereignisse“, sagt Friedrich. Doch für Höhlenfische ist die Zukunft in einer Umgebung ohne diese Schwankungen mehr oder weniger wie die Gegenwart: Alle Zeiten sind gleichermaßen zum Essen geeignet, ebenso wie zum Ausruhen oder Wachsein.

Frühe Experimente mit „Zeitentzug“ an Menschen ebneten den Weg für eine wirksame Manipulation des Schlafs und anderer physiologischer Funktionen wie der Hormonausschüttung und des Immunsystems während des zirkadianen Zyklus. Im Laufe der Zeit wurde die Schlüsselrolle der circadianen Rhythmen in der Gewebebiologie zunehmend anerkannt und im Jahr 2017 wurde der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin an drei Forscher verliehen, die die molekularen Grundlagen des circadianen Zyklus aufgedeckt hatten.

In einer Hommage an Kleitman aus dem Jahr 2001 schrieb Jerome Siegel, Direktor des Schlafforschungszentrums am Los Angeles Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior an der University of California, Los Angeles, dass Kleitmans Höhlenexperimente „ein entscheidendes Ereignis in der Geschichte der Forschung zum menschlichen circadianen Rhythmus“ gewesen seien.[14]

© Gifer

Aber kann diese mächtige Kraft, die uns in den Schlaf treibt, umgestürzt werden?

Eines von Kleitmans Zielen bei den Höhlenexperimenten in den 1930er Jahren bestand laut einem Zeitungsausschnitt aus dieser Zeit darin, „herauszufinden, wie leicht sich Menschen von einer 24-Stunden-Gewohnheit befreien können“. Mehr als ein halbes Jahrhundert später erklärte Montalbini, dass er diesen längeren Aufenthalt unter der Erde ohne sein „Zeitsignal“ unter anderem deshalb unternommen habe, um besser zu verstehen, was passieren könnte, wenn der Mensch über längere Zeiträume von den Rhythmen der Erde getrennt ist.

Es stellte sich heraus, dass 32 Tage oder sogar 366 Tage nicht ausreichen, um diese Wissenschaftler zu völlig unregelmäßigen Schläfern zu machen und ihnen ganz sicher nicht die Augen zu nehmen.

Was würde also passieren, wenn wir den gewohnten Rhythmus der Erdoberfläche verlassen und auf einen Planeten oder Mond mit einem völlig anderen Sonnentag ziehen oder mehrere Generationen lang in einer Weltraumkolonie oder einer unterirdischen Metropole leben würden? Wird auch unsere Spezies vom geordneten 8-Stunden-Schlafrhythmus abweichen?

Friedrich war fest davon überzeugt, dass es so sein würde. „Wir entwickeln uns zu Menschen mit hoher Anpassungsfähigkeit“, sagt er, und es sei logisch, dass sich mit der Zeit ein neues, an unsere neue Umgebung angepasstes Schlafmuster durchsetzen würde.

Diese Möglichkeit wird durch die Forschung darüber gestützt, wie sich der menschliche Schlaf als Reaktion auf unterschiedliche Zeitsignale verändert. Untersuchungen haben ergeben, dass der Mangel an Hypocretinzellen (dieselben Zellen, die im mexikanischen Höhlenfisch im Überfluss vorhanden sind) bei Menschen zu Schlafstörungen und Narkolepsie führt. Siegel versucht seit langem, den Schlaf und seine Auslöser oder Hindernisse besser zu verstehen.

„Es gibt viele Mythen über den menschlichen Schlaf“, sagt Siegel. „Sogar meine Kollegen in der Schlafforschung diskutieren darüber.“ Ein weit verbreiteter Mythos besagt, dass wir dazu bestimmt sind, im Dunkeln zu schlafen und im Hellen aufzuwachen – in einem 12-Stunden-Schlafzyklus – und dass künstliches Licht im Industriezeitalter dieses Muster durcheinandergebracht hat.

Aber Siegel sagte, das sei nicht der Fall.

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In einigen seiner jüngsten Forschungsarbeiten untersucht er die Bedeutung der zeitlichen Steuerung des menschlichen Schlafs. Anstatt die Menschen von den Elementen zu isolieren, wie er es bei den Höhlenexperimenten getan hatte, versuchte er, Menschen zu finden, die in ihrem natürlichsten Zustand lebten und Hinweise auf unsere Vorfahren enthielten. Siegel hat jahrelang die Schlafmuster von Jägern und Sammlern sowie traditionellen Bauerngruppen in Afrika, Südamerika und im Südpazifik untersucht. Durch diese Arbeit erkannte er die Bedeutung eines oft übersehenen Zeitsignals, das den menschlichen Schlaf zu regulieren scheint: nicht das Licht, sondern die Temperatur.[15]

In seiner Forschung verfolgte er beispielsweise den Schlaf in Gemeinden in Namibia, wo die Temperaturen das ganze Jahr über zwischen null und über 37,8 Grad Celsius liegen und es tagsüber erhebliche Temperaturschwankungen gibt. In klassischen Schlafstudien im Labor würden solche Veränderungen als Störfaktoren betrachtet. Er ist hierzu anderer Ansicht. „Das ist keine Störung, sondern die normale Art und Weise, wie sich der Schlaf entwickelt hat“, sagte Siegel.

Er war außerdem an der Erforschung des Schlafmangels bei wilden afrikanischen Elefanten beteiligt.[16] Er argumentiert, dass Laborstudien und die weitverbreitete Klimakontrolle diesen alten und wichtigen Zeitindikator erheblich geschwächt hätten, was teilweise dramatische Auswirkungen auf den menschlichen Schlaf gehabt habe.

Er stellte fest, dass relativ stabile Temperaturen zwischen Tag und Nacht, wie sie viele Menschen in klimatisierten Umgebungen erleben, ein wesentlicher Faktor bei Schlaflosigkeit sein können. Er glaubt , dass in industriellen und postindustriellen Gesellschaften etwa 10 bis 30 Prozent der Bevölkerung von Schlaflosigkeit betroffen sind, während in modernen Jäger- und Sammler- sowie landwirtschaftlichen Gemeinschaften selbst unter denjenigen, die das Licht rund um die Uhr anlassen können, nur etwa 1 bis 2 Prozent der Bevölkerung an Schlaflosigkeit leiden[17].

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Anders als Höhlenfische leben die meisten Menschen jedoch seit Generationen in einer modernen, zeitsynchronisierten Umgebung – einer Umgebung, in der manche Signale, etwa Temperaturunterschiede, abgeschwächt und andere, etwa die Lichtdauer, gestört sind. Unser traditioneller circadianer Rhythmus versucht immer noch, die Kontrolle zu übernehmen. Wir können nicht wissen, wie viele Generationen der Menschheit brauchen werden, bis wir wieder mehr Schlafharmonie finden.

Allerdings gibt es bei den meisten Arten eine Vielfalt und Flexibilität im Schlaf. Der mexikanische Höhlenfisch, sowohl blind als auch sehend, ist nur das extremste Beispiel dieser Situation – dramatisch unterschiedliche Schlafverhalten innerhalb der gleichen Art. Wie Duboué betont, gibt es bereits jetzt große Unterschiede im individuellen Schlafmuster des Menschen, die zwischen fünf und zehn Stunden variieren können. Darüber hinaus hat eine wachsende Zahl von Forschungsarbeiten ergeben, dass es zwischen Menschen natürliche Unterschiede hinsichtlich ihrer bevorzugten Einschlaf- und Aufwachzeiten gibt.

Wie Duboué argumentiert, ist die Untersuchung der Manifestation des Schlafs in all seinen wilden, natürlichen Variationen von entscheidender Bedeutung, um sein enormes Potenzial besser zu verstehen. Ein Großteil unseres Wissens über den Schlaf basiert auf Studien an Modellorganismen, die über Jahrzehnte hinweg in streng kontrollierten Umgebungen so gezüchtet wurden, dass sie möglichst konsistent sind, und von Generation zu Generation weitergegeben werden. Um den Schlaf wirklich zu verstehen, müssen Wissenschaftler ihre Gummistiefel anziehen und in das Chaos der Natur zurückkehren.

Bei ihrer Studie über Käfer in dunklen und dämmrigen Bereichen der Mammoth Cave stellten Friedrich und seine Kollegen fest, dass sogar einzelne Käfer ihr Schlafmuster an ihre Umgebung anpassen können. Diese Erkenntnis spiegelt jahrzehntelange Forschung in Laboren wider, in denen die Schlafreaktionen von Tieren auf ungewöhnliche Licht- und Dunkelheitsmuster getestet wurden.

„Man könnte es Schlafplastizität nennen“, sagte Friedrich. „Wir wissen jetzt, dass die Dauer und das Muster des Schlafs nur eines von vielen möglichen Ergebnissen ist.“

„Daraus habe ich gelernt, wie schnell sich Schlaf entwickeln kann“, sagt Dubue. „Schlaf ist wahrscheinlich eine der sich am schnellsten entwickelnden Eigenschaften.“ Wenn ein mexikanischer Karpfen, der in einer Höhle gefangen war, seinen regelmäßigen, konzentrierten Schlaf (relativ) schnell aufgeben konnte, nämlich innerhalb von nur ein paar Hunderttausend Jahren, wirft das die Frage auf: Ist eine lange, ununterbrochene Nachtruhe wirklich wichtig?

Wie Duboué betont, hat Schlaf eigentlich keinen Sinn: Er ist weder für die Nahrungsaufnahme noch für die Paarung oder die Selbstverteidigung geeignet. „Aus evolutionärer Sicht macht Schlaf nicht wirklich viel Sinn, dennoch gibt es ihn im gesamten Tierreich.“ [18]

Diese Fische und andere seltsame Tiere, die nicht so schnell müde werden, haben also eine ziemlich nervtötende Büchse der Pandora geöffnet: Wissen wir wirklich, was der Zweck des Schlafs ist?

Tatsächlich gibt es zahlreiche Theorien, doch eindeutige Antworten sind schwer zu finden.

Wir konnten die genauen Bedingungen des Deals – faustischer oder anderer Art – noch nicht lesen, den diese unermüdlichen Geschöpfe im Laufe der Evolution eingegangen sind, um den Anforderungen zu entgehen, die dem tierischen Leben so starr und unhinterfragbar erscheinen.

Duboué selbst wird in der Stille der Nacht weiterhin über diese Fragen nachdenken. „Ich habe noch nie gut geschlafen“, sagt er. „Ich leide unter totaler Schlaflosigkeit.“ So bleibt ihm genügend Zeit, das nächste Rätsel in der seltsamen Welt des Schlafes zu lösen.

Quellen:

[1]www.nature.com/articles/ncomms12468

[2]journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0171903

[3]onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jez.b.22978

[4]www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(11)00292-2

[5]onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ede.12412

[6]elifesciences.org/articles/32637

[7]www.nature.com/articles/s41467-020-17284-4

[8]www.nature.com/articles/ncomms3769

[9]www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abe2086

[10]academy.oup.com/plcell/article/18/4/792/6114862

[11]journals.asm.org/doi/10.1128/microbiolspec.funk-0039-2016

[12]royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2013.0019

[13]www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2019.00442/full

[14]www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9148915/

[15]www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(15)01157-4

[16]journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0171903

[17]www.nature.com/articles/s41598-019-53635-y

[18]journals.biologists.com/jeb/article/221/11/jeb159533/34132/The-origins-and-evolution-of-sleep

Von Katherine Harmon Courage

Übersetzung/Yuba und Thin Bamboo

Korrekturlesen/tim

Originalartikel/nautil.us/what-we-can-learn-from-an-insomniac-fish-405226/

Dieser Artikel basiert auf der Creative Commons License (BY-NC) und wird von Yuzhu und Shouzhu auf Leviathan veröffentlicht

Der Artikel spiegelt nur die Ansichten des Autors wider und stellt nicht unbedingt die Position von Leviathan dar