27.02.2015

A co, jeśli owady nie śpią?


Skoro wiadomo już (mniej więcej) czym jest sen i jakie jest jego znaczenie, chcę dowiedzieć się jakie są skutki i efekty niedoboru snu. Choć informacje (zaczerpnięte z Wikipedii) dotyczą przede wszystkim snu człowieka, to jednak spodziewam się, że pewne objawy dotyczyć będą także zwierząt, w tym i owadów. Z pewnością widywałam już śpiące owady (znieruchomiałe, dziwnie niepłochliwe, które pozwalały podejść się bardzo blisko), ale czy widziałam owada niewyspanego? Jeśli nawet, to po czym można byłoby to rozpoznać?

Skutki niedoboru snu (w skrócie i ze wskazaniem tych objawów, które możliwe są także u owadów)
  • spowolnienie reakcji, 
  • zaburzenia w przetwarzaniu informacji
  • utrudnione skupienie uwagi 
  • upośledzenie aktywności układu immunologicznego
Pozostałe skutki braku snu (zaburzenia nastroju, spadek motywacji, przecenianie swoich umiejętności i podwyższona skłonność do podejmowania ryzyka, spadek zdolności twórczego myślenia i umiejętności podejmowania złożonych decyzji) jakie występują u człowieka, w przypadku owadów prawdopodobnie można pominąć.

Efekty braku snu w określonym czasie (w skrócie i ze wskazaniem takich, które moim zdaniem, mogą wystąpić także u owadów)
  •  układ immunologiczny zaczyna tracić wydajność
  •  zmniejsza się zdolność zapamiętywania
  •  dochodzi do błędów w przetwarzaniu sygnałów
  •  spadek libido
  •  brak energii
  •  znaczne wydłużenie czasu reakcji
  •  nadwrażliwość na światło
  •  zaburzenia widzenia
  •  organizm traci panowanie nad swoimi procesami
  •  zaburzenia koordynacji ruchów jak po spożyciu alkoholu
  •  spada zdolność rozpoznawania kolorów
  •  zaopatrzenie mięśni w substancje odżywcze jest mocno ograniczone, co powoduje ich drżenie
W odniesieniu do człowieka wymienione tu (skrótowo) efekty braku snu ułożone są analogicznie, czyli narastająco (im dłuższy brak snu, tym więcej efektów), choć nie mogę zakładać, że w przypadku owadów efekty te występowałyby w tej samej kolejności. Ba, wydaje mi się, że w warunkach naturalnych owad niewyspany zostałby rychło wyeliminowany. Stałby się łatwym łupem, wpadłby w pułapkę, miałby trudności ze zdobyciem pokarmu, opadłby z sił i miałby problemy z fruwaniem (prędkość, orientacja). Prawdopodobnie próbowałby też zasnąć bez względu na okoliczności.

Poniżej skrót artykułu "Do Insects Sleep?" z 26.03.2014 r.

W przeciwieństwie do roślin i mikroorganizmów, owady posiadają centralny system nerwowy, który jak się wydaje, odgrywa ważną rolę w kwestii snu. Ciekawe jest to, że owady wykazują się dobową regularnością zachowań i wiedzą kiedy muszą spać i kiedy się obudzić.
Niektóre owady są aktywne w nocy, aby móc żerować w ukryciu. Gąsienice rolnicy zjadają liście po zachodzie słońca, aby uniknąć ataków ptaków i innych drapieżników. Pluskwy zwykle odżywiają się w nocy, by skorzystać z posiłku, który śpi (to my). Dla porównania owady, które odżywiają się w ciągu dnia (np. różne gatunki pszczół) i poszukują pyłku kwiatów, znajdują się po przeciwnej stronie cyklu dobowego.
Sen owadów został po raz pierwszy zdefiniowany w 2000 roku, kiedy to niezależne grupy badawcze z Instytutu Neuronauki w Kalifornii i Uniwersytetu w Pensylwanii opublikowały raporty na temat snu u muszki owocowej (Drosophila melanogaster). Obie grupy badawcze wykazały, że zachowanie muszek wykazuje występowanie najważniejszych oznak snu. Np. owady te w stanie spoczynku trudniej było przestraszyć niż te, które były aktywne. Muszki owocówki śpią w nocy. Stwierdzono, że okresowe budzenie ich z nocnego snu poprzez stukanie w ścianki pojemnika, w którym były przetrzymywane, powodowało u nich potrzebę dodatkowego odpoczynku (nadrobienia snu) w ciągu dnia, podobnie jak potrzeba drzemki u ludzi wyrwanych ze snu w środku nocy.
Najnowsze badania wykazały, że kofeina czy leki przeciwhistaminowe, podobnie jak w przypadku ludzi, wpływa na zakłócenie naturalnego cyklu snu muszek owocówek oraz, że cykl ten zależny jest również od płci i wieku.
Podobnie jak ssaki, muszki również reagują na brak snu. Aktywność elektryczna mózgu jest zmienna w zależności od stanu snu lub czuwania. Badania na muszkach owocówkach wskazują na to, że tak, jak jest to u kręgowców, posiadają one przynajmniej kilka mechanizmów genetycznych stanowiących podstawę regulacji snu.

Co jeszcze napisano o śnie zwierząt, a mogłoby także cechować sen owadów?
    • owady niby nie śnią, ale.. mimowolne ruchy czułek mogą świadczyć o tym, że np. królowa mrówek ognistych ma marzenia senne! 
    • Darwin zauważył: „A ponieważ psy, koty, konie, a prawdopodobnie i wszystkie wyższe zwierzęta, nawet ptaki, zdaniem niektórych badaczy mają marzenia senne, niekiedy nawet bardzo energiczne, o czym świadczą ich ruchy, a czasami i głos, musimy przyznać, że posiadają również wyobraźnię”
    • muszka owocówka zazwyczaj o tej samej porze każdego dnia znajduje ustronne miejsce, na którym siada i nieruchomieje na czas około 2 godzin. Jeśli będziemy jej chronicznie przeszkadzać i muszka owocowa nie zdoła zasnąć, będzie wyrażała wszystkie znane oznaki zmęczenia. Gdy w końcu zapewnimy jej spokojne warunki, po długiej deprywacji, zapadnie w sen na znacznie dłużej, niż dwie godziny.
    • długość snu owadów (badania na muszkach owocówkach) zależy od ilości nowych bodźców docierających z zewnątrz (im więcej, tym bardziej wzrasta zapotrzebowanie na dłuższy sen)
    • niedostatek snu u muszek owocówek skutkuje niepełnosprawnością poznawczą (przetwarzanie informacji), zatem sen jest niezbędny do zachodzenia ważnych zmian w układzie nerwowym.
    • u bezkręgowców stwierdzono charakterystyczne zastygnięcie mające cechy prymitywnego snu, poprzedzające każdą wylinkę
    • zwierzęta w czasie hibernacji nie są w stanie snu, lecz letargu. Hibernacja znacznie zmniejsza zapotrzebowanie na sen, ale go nie niweluje. Zdarza się, że zwierzę wychodzi ze stanu hibernacji, aby zapaść w zwykły sen (nawet kilka razy w ciągu zimy)
    • na długość snu wpływają rozmiary ciała, tempo metabolizmu (przemiany materii), czy zwierzę jest łowcą czy ofiarą. Nie bez znaczenia jest też stan zagrożenia gatunku, czyli liczba jego naturalnych wrogów.
    • być może tempo metabolizmu (wolniejsze u dużych, szybkie u małych zwierząt) jest głównym czynnikiem decydującym o długości snu.
    • typowa robotnica mrówki ognistej (Solenopsis invicta) zasypia średnio 253 razy dziennie (średni czas snu wynosi 66 sekund). W sumie śpi maksymalnie 4,8 h na dobę. Mrówki ogniste żyją głównie pod ziemią, zatem rytm dnia i nocy nie ma dla nich większego znaczenia. 
    • prawdopodobnie nie istnieje zwierzę całkowicie pozbawione zdolności zasypiania

    Bazując na zdobytej wiedzy o śnie owadów (źródła internetowe, mniej lub bardziej naukowe) podsumowałabym ją następująco:
     
        Choć dotąd nie odkryto i nie opisano wszystkich gatunków zwierząt żyjących na Ziemi (podobno rocznie przybywa ok. 200 tysięcy opisów gatunków), a dotąd nie wskazano żadnego organizmu, który na pewno nie śpi, można przyjąć, że rzeczywiście wszystkie zwierzęta potrzebują snu i jest to uwarunkowane na poziomie genetycznym. Obserwacje roślin wykazały, że i one mają swój rytm okołodobowy (na noc zamykają kwiaty, a nawet kulą się przechodząc w jakiś stan spoczynku).
        Owady jako zwierzęta zmiennocieplne uzależnione są od m.in. temperatury otoczenia - większość owadów nie wykazuje w nocy aktywności: śpią, lub zapadają w kilkugodzinną hibernację. Do pełnej aktywności powracają, gdy temperatura otoczenia podniesie się wystarczająco. Prawdopodobnie czas pomiędzy nocnym unieruchomieniem a zwykłą aktywnością ulega skróceniu, jeśli owad może ogrzać się i wysuszyć (z porannej rosy) w promieniach słońca. Rozpostarte skrzydełka (np. motyla czy ważki) pochłaniają ciepło niczym płytki baterii słonecznej.
    Owady należą do zwierząt o niskim współczynniku masy do powierzchni ciała, mają spore zapotrzebowanie na energię (i szybką przemianę materii) - muszą często pobierać pokarm.
    Owady są narażone na ataki drapieżników, zatem ich sen będzie raczej krótkotrwały i niezbyt głęboki(?), przy czym występuje wielokrotnie w ciągu dnia (sen polifazowy).

    A więc moje udane podejścia do różnych owadów (ważek, motyli, błonkówek, prostoskrzydłych i innych) tak naprawdę nie wynikały ze szczęścia, lecz z tego, że one akurat ucinały sobie drzemkę  :-) .
    Przykład ewidentnie śpiącego (teraz jestem tego pewna) omomiłka brzeżnoplamka udokumentowałam tutaj.


    Źródła i linki

    O czym śnią zwierzęta? (dotyczy głównie ssaków)
    Sen zwierząt
    Sen zimowy i letni zwierząt, hibernacja, estywacja, torpor
    Królestwo Zwierząt - Owady, Insekty omówienie owadów, ale na temat snu nie ma wzmianki
    Czym sen zwierząt różni się od snu ludzi?
    Jak zwierzęta zmiennocieplne przeżywają zimę?
    Gdzie motyle zimują
    Śpiąca pszczoła - film
    Co owady robią zimą
    Polifazowy sen mrówek ognistych
    Tajemnice snu
    Dzień z życia MOTYLA
    Wikipedia - Sen


    12 470

    czy owady śpią, sen owadów, spanie owadów, sen owadów ważki zachwycone



    10 komentarzy:

    1. Chylę czoło, tak doskonałego tekstu przyrodniczego na blogach jeszcze nie spotkałem, pośród artykułów popularnonaukowych owszem, ale na blogach jeszcze nie. nawet u profesjonalistów.
      Jak widzę terra incognita już taka virginią nie była ;-). Ale w sumie temat jest frapujący.

      OdpowiedzUsuń
      Odpowiedzi
      1. Dziękuję, choć do doskonałości mi daleko (gruntowna wiedza z wielu dziedzin). Obie notatki o śnie owadów są zagajeniem do tematu, który bardzo mnie zainteresował. Zobaczymy co wyniknie z nadchodzącej burzy synaps (na burzę mózgów na razie nie mogę liczyć - z braku chętnych).

        Usuń
    2. Z ta gruntowną wiedza to był bym ostrożny - niejednokrotnie już spotkałem badaczy którzy byli tak zdominowani przez swoją gruntowną wiedzę, że gruntownie nie dostrzegali iż kręcą się w kółko. Najważniejsza jest odwaga myślenia.
      W każdym razie temat zainteresował także mnie i to bardzo.

      OdpowiedzUsuń
    3. Założyłem sobie monitoring, jedna z kamer jest zamontowana na rogu altany, przed która jest oczko wodne. Przeglądałem ostatnio co nagrała w nocy i moje zdziwienie, na ekranie przeleciał jakiś owad wielkości dużej ważki i podobnie się poruszający. To może aż tak by mnie nie zdziwiło , gdyby nie fakt ,że jest 23 grudzień, temp w nocy ok. 4 stopnie .

      OdpowiedzUsuń
      Odpowiedzi
      1. Jeśli to rzeczywiście była ważka różnoskrzydła (bo duża), to byłaby to rewelacja! Z tego, co wiadomo, to tylko straszki zimują w postaci imago, ale są to ważki równoskrzydłe.
        Może opublikuj ten fragment, najlepiej także w zwolnionym tempie i podaj link - chętnie zobaczę.

        Usuń
    4. Niestety nagranie jest w podczerwieni i jest niewyraźne, poszukałem jeszcze i owad ten pojawia się na nagraniach w inne noce, czyli mimo że jest grudzień jest cały czas aktywny ( nawet siadał na kamerze), z tym ,że teraz raczej wygląda mi to jak szarańcza.
      http://s29.postimg.org/423y9zjw7/DS_7204_HGHI_SH_B_533029107_03_20151224.jpg

      OdpowiedzUsuń
      Odpowiedzi
      1. Zaznaczam, że mimo, iż interesuję się ważkami, nie jestem znawcą, ale to, co widzę na zdjęciu chyba nie jest ważką - za grube ciało i nieprzejrzyste skrzydła. Prędzej jest to owad z rodziny prostoskrzydłych. Posiadają one nieprzeźroczyste pokrywy skrzydłowe (I para). Gdyby była to ważka, jej skrzydła na zdjęciu byłyby niemal niewidoczne, bo są cienkie i przejrzyste.
        Wydaje mi się, że owad ze zdjęcia ma jedną parę skrzydeł (pokryw) nieprzejrzystych.
        A czy kamera zarejestrowała jakiś dłuższy odcinek lotu tego owada? Czy jest to lot ciągły, czy raczej podfruwanie (wspomaganie przy skokach)?

        Usuń
    5. Jest to lot ciągły , na dość dużym dystansie, kolor owada raczej zielony , bo podczerwień wyświetla ten kolor na biało. Mnie głównie zaskoczyło to ,że przy takich temperaturach i dodatkowo w nocy mam tak aktywnego owadziego mieszkańca w ogrodzie.

      OdpowiedzUsuń
      Odpowiedzi
      1. Anikal ma jak zazwyczaj rację - jakiś prostoskrzydły, owszem gdyby "polatywał" była by pewność ale i tak na 99% któryś z nich. To nawet nie dziwi - są to w wielu przypadkach organizmy synantropijne. Zimowych oblotów dokonuje wiele gatunków zimujących w stadium imago.

        Usuń
      2. Kolor owada wskazuje na prostoskrzydłego. Poza tym owad prostoskrzydły prawdopodobnie i tak będzie "sugerował" lot ciągły, gdyż pole widzenia kamery nie jest zbyt duże. W ubiegłym roku, pod koniec listopada, spotkałam imago nadrzewka południowego. Myślę, że na Twojej posesji znajdują się dogodne zakamarki, w których owady mogą przezimować.

        Usuń