Биологи впервые обнаружили у рыб те же фазы сна, что и у человека. Значит, быстрый и медленный сон (а возможно, и способность к сновидениям) появились ещё до того, как наши предки вышли на сушу. Теперь рыбы могут стать удобным объектом для исследования сна и испытания лекарств от его нарушений.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature.

Сон и потребность в нём появились в эволюционной истории очень давно. Спят насекомые, моллюски, черви и даже медузы. Однако деление на быстрый и медленный сон ещё несколько лет назад считалось характерным лишь для млекопитающих и птиц, теплокровных животных.

Напомним, что в фазе быстрого, или парадоксального, сна человек фактически парализован, зато его глаза быстро движутся под веками, как будто он очень тщательно что-то рассматривает. При этом картина активности мозга примерно такая же, как при бодрствовании. Именно в этом состоянии мы видим яркие и связные сновидения (долгое время считалось, что в медленной фазе снов вообще не бывает).

Однако картина получалась странной. Почему только млекопитающие и птицы? Ведь между ними зияет эволюционная пропасть: эти линии были независимыми на древе эволюции уже во времена отделения от амфибий (а возможно, и от рыб). Почему же тогда быстрого сна нет у рептилий, которые эволюционно гораздо ближе к птицам, чем млекопитающие? Неужели эта фаза сна дважды возникла в независимых ветвях, как и теплокровность?

Ситуация разъяснилась в последние годы, когда фаза быстрого сна была обнаружена сначала у одного, а затем у другого вида ящериц.

Однако новое открытие идёт гораздо дальше. Биологи обнаружили фазу быстрого сна у аквариумных рыбок данио-рерио. Их последний общий предок с млекопитающими жил примерно 450 миллионов лет назад, ещё до того как позвоночные вышли на сушу.

Теперь данио-рерио могут стать новыми модельными организмами для исследований сна.

Авторы исследовали сон рыб с помощью разновидности флуоресцентной микроскопии, разработанной специально для этих целей. Новый метод позволяет буквально просвечивать животных насквозь, получая изображения с разрешением в одну клетку. (Поясним, что тело рыбок данио-рерио почти прозрачно). Биологи фиксировали активность мозга, сердца, мышц и глаз рыбок. Чтобы обездвижить подопытных, их погрузили в раствор агар-агара.

Оказалось, что у данио-рерио бывает фаза быстрого сна (хотя авторы из осторожности предпочли дать ей другое название). Это заметно по картине активности мозга и мышц. Единственное крупное отличие от человека состоит в том, что глаза рыб в этот момент не движутся. Впрочем, рыбы их и не закрывают за отсутствием век.

Более того, меланин-концентрирующий гормон (melanin-concentrating hormone) регулирует быстрый сон у рыб так же, как и у людей. Исследователи обнаружили это с помощью генетически модифицированных рыбок, у которых была нарушена выработка этого гормона.

Трудно сказать, снится ли аквариумным рыбкам что-нибудь. Но, по крайней мере, теперь у них открыта фаза сна, которая приносит человеку и другим млекопитающим яркие сновидения.

Теперь данио-рерио могут стать удобной моделью для изучения сна и его нарушений. Они быстро размножаются, недороги в содержании и, как уже упоминалось, могут быть изучены с точностью до клетки в живом и здоровом состоянии.

Чтобы рыбы приняли то или иное лекарство, достаточно добавить его в воду. Кроме того, данио-рерио, в отличие от лабораторных мышей, ведут дневной образ жизни. Поэтому в некоторых аспектах сна они могут быть ближе к человеку, чем грызуны.