Un estudio revisado por pares de la Universidad Bar-Ilan demuestra que el sueño es antiguo y crucial: medusas y anémonas lo usan para reparar neuronas.
Evidencia de un mecanismo de sueño conservado en el reino animal entero
Los humanos no son los únicos organismos que requieren sueño. Un estudio con revisión por pares de la Universidad Bar-Ilan sostiene que el sueño constituye un proceso muy antiguo en la evolución y un mecanismo indispensable para la supervivencia. La evidencia aparece incluso en medusas y anémonas marinas, animales entre los más antiguos del planeta. El hallazgo sitúa el sueño como rasgo conservado y necesario para mantener la vida en el reino animal.
El profesor Lior Appelbaum, especialista en neurociencia, y el profesor Oren Levy, director de un laboratorio de biología marina, afirman que incluso los animales sin cerebro necesitan dormir para proteger sus neuronas del daño en el ADN y del estrés celular acumulado durante la actividad diaria normal. Sus trabajos previos exploraron la función del sueño, y los resultados actuales indican hasta qué punto este fenómeno se conservó en todo el reino animal.
En los seres humanos, los trastornos del sueño se asocian con deterioro de la memoria y con un mayor riesgo de padecer enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson. Este vínculo refuerza la relevancia biológica del sueño para el funcionamiento cerebral a largo plazo. Appelbaum señaló que el impulso de reparar y mantener neuronas durante el sueño en medusas y anémonas está arraigado en la evolución, y podría explicar su carácter esencial en nuestra especie.
El doctor Raphael Aguillon y el doctor Amir Harduf, investigadores de la Universidad Bar-Ilan, participaron en el trabajo, que apareció recientemente en la revista Nature Communications. Su incorporación amplió el carácter multidisciplinario del equipo, con enfoques complementarios para abordar preguntas sobre la función del sueño a escala celular y evolutiva. El estudio se apoyó en observaciones de contextos experimentales y naturales, y en herramientas de análisis precisas para describir patrones de descanso en animales marinos simples.
Claves del estudio y hallazgos comparativos
- Especies analizadas: la medusa Cassiopea andromeda y la anémona Nematostella vectensis.
- Fuentes de daño en el ADN: actividad cerebral, metabolismo, estrés oxidativo y radiación.
- Intervenciones: radiación ultravioleta y químicos aumentan el sueño; melatonina reduce el daño.
- Regulación del sueño: medusas dependen de luz y oscuridad; anémonas siguen su reloj interno.
Riesgos del sueño y beneficio celular frente a la vigilia prolongada
El sueño resulta crucial para humanos, animales terrestres y criaturas marinas, aunque introduce riesgos porque reduce la capacidad de reacción ante amenazas externas. Aun así, la necesidad biológica de dormir supera los peligros de ese estado de vulnerabilidad. Appelbaum afirmó que el sueño no tiene sentido en términos de supervivencia, ya que los organismos dormidos no perciben su entorno y pueden sufrir ataques de depredadores, pero el beneficio celular pesa más que esos riesgos.
En trabajos anteriores con pez cebra, Appelbaum comprobó una acumulación de daño en el ADN durante los períodos de vigilia, lo que estableció una relación directa entre actividad neuronal y deterioro genético progresivo. El daño en el ADN puede originarse por la actividad cerebral cotidiana, por el metabolismo, por el estrés oxidativo y por la exposición a radiación. Todos esos procesos son normales y, con el tiempo, provocan desgaste celular que demanda mecanismos de reparación.
A la luz de esa evidencia, Appelbaum describió el sueño como un período fuera de línea para que los animales realicen trabajo de reparación. Ese intervalo permite reducir el daño acumulado durante la vigilia y mantener la integridad del sistema nervioso. La definición destaca una fase activa de mantenimiento en la que procesos celulares y genéticos alcanzan equilibrio, con el fin de sostener funciones cerebrales y preservar la salud neuronal a lo largo de la vida.
Dado que trabajos previos ya habían evaluado cómo el sueño y su alteración afectan el rendimiento cerebral, surgió una pregunta clave sobre su origen evolutivo: ¿el descanso también resulta necesario en animales carentes de cerebro? Appelbaum sostuvo una hipótesis específica: la neurona individual requiere sueño. Por lo tanto, ya sea que la neurona se ubique en un pez cebra, en una medusa o en seres humanos, todos los animales requieren dormir.
Pruebas en cnidarios: Cassiopea andromeda y Nematostella vectensis
Para poner a prueba esa idea, el equipo seleccionó dos cnidarios, grupo de animales acuáticos con presencia en la Tierra desde hace más de quinientos millones de años. Se trata de organismos simples sin cabeza ni cerebro que, en lugar de un centro de control neuronal, poseen una red nerviosa básica distribuida por todo el cuerpo, suficiente para coordinar respuestas. Ese diseño permitió analizar funciones de sueño sin recurrir a estructuras cerebrales complejas.
Levy crió ejemplares de la medusa Cassiopea andromeda y de anémonas marinas en acuarios experimentales. Además, el equipo analizó animales en su entorno natural en la zona de Eilat para lograr comparaciones directas. Appelbaum puntualizó que estos organismos figuran entre los primeros en la Tierra con desarrollo de un sistema nervioso, rasgo relevante para estudiar orígenes del sueño sin un cerebro central que organice las conductas de forma exclusiva y biológica.
La medusa Cassiopea andromeda, conocida como medusa boca arriba, pulsa de forma rítmica para mover agua a través de sus brazos, lo que facilita la respiración y la obtención de alimento por su red nerviosa. Esta especie duerme sobre todo durante la noche y alterna con períodos breves de descanso durante el día. Ese patrón muestra ciclos de actividad y reposo pese a la ausencia de un cerebro centralizado que dicte un comando único.
La anémona de mar analizada se denomina Nematostella vectensis, también llamada anémona estrellada, una especie alargada que habita lagunas con fondos de lodo o arena. A diferencia de la medusa, esta anémona muestra mayor actividad al amanecer y al anochecer, y suele dormir durante la mañana. El contraste entre ambas especies brindó un marco comparativo útil para estudiar ritmos de descanso y patrones de conducta en entornos controlados y naturales.
Duración del sueño, rebote y relación con el daño en el ADN neuronal
Con seguimiento por video infrarrojo y con análisis conductual detallado, los científicos observaron que ambas especies duermen cerca de ocho horas diarias, una duración comparable al promedio humano. Levy sostuvo que fueron los primeros en definir el sueño en la anémona de mar. Nadie había mostrado nunca que una anémona de mar duerme, un animal que de todos modos casi no se mueve, y sin embargo descansa con regularidad constante.
El equipo comprobó que en ambos animales el daño en el ADN aumenta durante la vigilia y disminuye durante el sueño. Cuando los obligaron a permanecer despiertos, después durmieron más para compensar. Esa reacción, conocida como rebote del sueño, permitió recuperar el descanso perdido; en medusas y anémonas, ese rebote redujo los niveles elevados de daño en el ADN acumulado en las neuronas de forma medible y consistente, aquí observada.
Los investigadores también evaluaron efectos de un incremento artificial del daño genético. La exposición a radiación ultravioleta o a sustancias químicas dañinas provocó un aumento del tiempo de sueño. En sentido opuesto, la inducción del descanso por la hormona melatonina redujo los niveles de daño en el ADN. Esa bidireccionalidad entre daño y necesidad de dormir sugiere una función original del sueño centrada en proteger neuronas del estrés diario y del deterioro del ADN.
El estudio identificó diferencias en el control del sueño. En ambas especies, la presión por dormir se acumula con el transcurso de las horas, de modo que una vigilia prolongada incrementa la necesidad de descanso. Sin embargo, en medusas el sueño depende sobre todo del ciclo de luz y oscuridad, mientras que las anémonas siguen con mayor fuerza su reloj circadiano interno, independiente de los cambios de iluminación ambiental externa.
Implicaciones y nuevas preguntas sobre el origen evolutivo del sueño
El profesor Yuval Nir, director del Instituto del Cerebro Sagol y académico de la Universidad de Tel Aviv, sostuvo que los hallazgos sugieren una de las razones evolutivas más tempranas del sueño: proteger y mantener el genoma incluso de los sistemas nerviosos más simples. Añadió que la investigación posee implicaciones para el envejecimiento humano y los trastornos neurodegenerativos, porque refuerza el papel del sueño en la preservación de la función cerebral a lo largo del tiempo.
Según Nir, cuando el sueño está deteriorado, mejorar el sueño tiene potencial para ralentizar el deterioro cognitivo y motor, perspectiva que abre vías nuevas para la prevención de enfermedades neurológicas. Ese enfoque en la calidad del descanso coincide con la interpretación de Appelbaum y Levy sobre la necesidad de reparar neuronas durante el sueño, y apunta a intervenciones que preserven funciones cerebrales durante el envejecimiento humano con apoyo de evidencia experimental sólida.
Los investigadores manifestaron interés por comprender cómo determinan los animales el momento de dormir, dado que carecen de figuras externas que regulen ese comportamiento. Levy planteó la pregunta central sobre el mecanismo que induce el inicio del sueño. Después de este trabajo, el equipo describió mejor cómo una célula única transmite una señal a todo el animal para solicitar un cambio de estado y el comienzo de un período de descanso.
Appelbaum adelantó que su próxima línea de investigación se centrará en las esponjas, organismos extremadamente simples que durante años recibieron clasificación como plantas por su estructura básica. Esas especies carecen de sistema nervioso: su cuerpo consiste en una masa de células blandas sostenidas por un esqueleto, sin neuronas que coordinen respuestas o comportamientos complejos. El equipo se pregunta si existe una razón para dormir que no dependa de neuronas, sino de las propias células.
Posibles funciones del sueño en organismos sin sistema nervioso animal
El sueño podría vincularse con una reducción del metabolismo, con una disminución del estrés celular y con procesos de reparación interna incluso en animales sin nervios. Esa posibilidad ampliaría todavía más su significado biológico, porque asigna al descanso una función que trasciende la coordinación neuronal. El planteamiento emerge de observaciones en especies simples y sugiere un principio común acerca del manejo del daño y la estabilidad de los tejidos a lo largo del tiempo.
Appelbaum y su equipo propusieron estudiar esponjas para evaluar esa hipótesis en organismos que carecen por completo de neuronas y de un sistema nervioso. Las esponjas poseen un cuerpo formado por una masa de células blandas sostenidas por un esqueleto, sin coordinación central. La investigación busca determinar si existe una razón para dormir que no dependa de neuronas y que resida en las necesidades de las células por sí mismas.
Esa línea de trabajo intenta aclarar hasta qué punto el sueño conserva un papel universal incluso sin redes nerviosas, y cómo ese papel se conecta con el control por señales externas o con relojes internos. De confirmarse, el sueño adoptaría un significado aún más amplio, como recurso vital para conservar la integridad de las células. El enfoque extiende las lecciones aportadas por medusas y anémonas hacia formas de vida todavía más simples.
En síntesis, la investigación sugiere un hilo continuo entre especies y niveles de complejidad: dormir protege el genoma frente al desgaste. La necesidad de descanso se acumula con las horas y recibe modulación por luz ambiental o por relojes internos. Esa combinación respalda una conclusión general que el equipo remarcó con claridad: todos los animales necesitan descansar en algún momento, porque el beneficio de la reparación supera los riesgos temporales derivados de la inacción.