Eulenbabys schlafen wie Menschenbabys

Forscher des Max-Planck-Instituts für Ornithologie und der Universität Lausanne haben herausgefunden, dass die Schlafmuster von Vogelbabys denen von Säugetierbabys ähneln. Darüber hinaus scheint sich der Schlaf von Vogelbabys ähnlich wie beim Menschen zu verändern. Bei der Untersuchung von Schleiereulen in freier Wildbahn entdeckten die Forscher, dass diese Änderung im Schlaf stark mit der Expression eines Gens korreliert ist, das an der Erzeugung dunkler, melanischer Federflecken beteiligt ist, einer Eigenschaft, die bekanntermaßen mit Verhaltens- und physiologischen Merkmalen bei erwachsenen Eulen kovariiert. Diese Ergebnisse legen die faszinierende Möglichkeit nahe, dass schlafbezogene Entwicklungsprozesse im Gehirn zur Verbindung zwischen Melanismus und anderen Merkmalen beitragen, die bei erwachsenen Schleiereulen und anderen Tieren beobachtet werden.


Baby-Eulen

Mit zunehmendem Alter ändern Eulenbabys ihr Schlafverhalten. Je älter sie werden, desto weniger Zeit verbringen sie im REM-Schlaf. Bildnachweis: quasarphotos / Fotolia

Der Schlaf bei Säugetieren und Vögeln besteht aus zwei Phasen, dem REM-Schlaf („Rapid Eye Movement Sleep“) und dem Non-REM-Schlaf. Unsere lebhaftesten Träume erleben wir im REM-Schlaf, einem paradoxen Zustand, der durch eine wachähnliche Gehirnaktivität gekennzeichnet ist. Trotz umfangreicher Forschung bleibt der Zweck des REM-Schlafs ein Rätsel. Eines der hervorstechendsten Merkmale des REM-Schlafs ist sein Übergewicht im frühen Leben. Eine Vielzahl von Säugetieren verbringen im frühen Leben weitaus mehr Zeit im REM-Schlaf als im Erwachsenenalter. Als Neugeborene verbringen wir zum Beispiel die Hälfte unserer Schlafzeit im REM-Schlaf, während der REM-Schlaf letzte Nacht wahrscheinlich nur 20-25% Ihrer Zeit mit Schlummern ausmachte. Obwohl Vögel die einzige Nicht-Säugetiergruppe sind, von der bekannt ist, dass sie sich eindeutig mit REM . beschäftigt Schlaf ist unklar, ob sich der Schlaf bei Vogelbabys auf die gleiche Weise entwickelt.


Daher untersuchten Niels Rattenborg vom MPIO, Alexandre Roulin von Unil und ihre Doktorandin Madeleine Scriba diese Frage in einer Population wilder Schleiereulen. Sie verwendeten ein Elektroenzephalogramm (EEG) und einen Bewegungsdatenlogger in Verbindung mit minimal-invasiven EEG-Sensoren, die für den Einsatz beim Menschen entwickelt wurden, um den Schlaf von 66 Eulen unterschiedlichen Alters aufzuzeichnen. Während der Aufnahmen blieben die Eulen in ihrem Nistkasten und wurden von ihren Eltern ganz normal gefüttert. Nachdem ihre Schlafmuster bis zu fünf Tage lang aufgezeichnet wurden, wurde der Logger entfernt. Alle Eulen wurden flügge und kehrten im folgenden Jahr zu normalen Raten zurück, um sich zu brüten, was darauf hindeutet, dass es keine langfristigen nachteiligen Auswirkungen des Tropfens auf ihre schlafenden Gehirne gab.

Trotz fehlender signifikanter Augenbewegungen (ein bei Eulen übliches Merkmal) verbrachten die Eulen viel Zeit im REM-Schlaf. „Während dieser Schlafphase zeigte das EEG der Eulen eine wachähnliche Aktivität, ihre Augen blieben geschlossen und ihre Köpfe nickten langsam“, berichtet Madeleine Scriba von der Universität Lausanne (siehe Video im Link unten). Wichtig ist, dass die Forscher entdeckten, dass die im REM-Schlaf verbrachte Zeit genauso wie bei Babys mit zunehmendem Alter der Eulen abnahm.

Darüber hinaus untersuchte das Team den Zusammenhang zwischen Schlaf und der Expression eines Gens in den Federfollikeln, das an der Bildung dunkler, melanischer Federflecken beteiligt ist. „Wie bei mehreren anderen Vogel- und Säugetierarten haben wir festgestellt, dass die melanische Fleckenbildung bei Eulen mit einer Vielzahl von Verhaltens- und physiologischen Merkmalen kovariiert, von denen viele auch mit dem Schlaf in Verbindung stehen, wie z. B. die Funktion des Immunsystems und die Energieregulation“, bemerkt Alexander Roulin von der Universität Lausanne. Tatsächlich fand das Team heraus, dass Eulen, die ein höheres Niveau des am Melanismus beteiligten Gens exprimieren, weniger REM-Schlaf hatten als für ihr Alter erwartet, was darauf hindeutet, dass sich ihre Gehirne schneller entwickelten als bei Eulen, die niedrigere Mengen dieses Gens exprimierten. In Übereinstimmung mit dieser Interpretation spielt das von diesem Gen kodierte Enzym auch eine Rolle bei der Produktion von Hormonen (Schilddrüse und Insulin), die an der Gehirnentwicklung beteiligt sind.

Obwohl zusätzliche Forschung erforderlich ist, um genau zu bestimmen, wie Schlaf, Gehirnentwicklung und Pigmentierung miteinander verbunden sind, werfen diese Ergebnisse dennoch einige faszinierende Fragen auf. Beeinflusst die Schlafvariation während der Gehirnentwicklung die Gehirnorganisation von Erwachsenen? Wenn ja, trägt dies zum Zusammenhang zwischen Verhaltensmerkmalen und physiologischen Merkmalen und Melanismus bei, der bei erwachsenen Eulen beobachtet wird? Können Schlaf und Pigmentierung bei erwachsenen Eulen kovariieren, und wenn ja, wie beeinflusst dies ihr Verhalten und ihre Physiologie? Schließlich hofft Niels Rattenborg vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen, dass „diese natürlich vorkommende Variation des REM-Schlafs während einer Phase der Gehirnentwicklung genutzt werden kann, um genau zu zeigen, was der REM-Schlaf für das sich entwickelnde Gehirn von Eulenbabys bewirkt, sowie“ Menschen.“




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