Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eulenküken schlafen wie Menschenbabys

02.08.2013
Vogelküken besitzen dieselben Schlafmuster wie junge Säugetiere.

Der Schlaf ändert sich Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Ornithologie und der Universität Lausanne zufolge während des Älterwerdens auf ähnliche Weise. Die Forscher untersuchten freilebende Schleiereulen und haben darüber hinaus gefunden, dass die sich ändernden Schlafmuster eng an die Aktivität eines Gens gekoppelt sind, das die Produktion der dunklen Punkte auf den Federn steuert.


Wie die meisten Eulen schläft die Schleiereule (Tyto alba) tagsüber und geht nachts auf die Jagd.
Foto: Reto Burri


Eulenküken verändern mit zunehmendem Alter ihr Schlafverhalten: Je älter sie werden, desto weniger Zeit verbringen sie im REM-Schlaf. Parallel dazu bekommt ihr Federkleid immer mehr schwarze Punkte - diese Küken sind noch ganz weiß.
Foto: Fabrizio Sergio

Die Ausprägung dieser Färbung steht im Zusammenhang mit Physiologie und Verhalten erwachsener Eulen. Schlafbedingte Entwicklungsprozesse im Gehirn könnten also auch für viele Eigenschaften bei ausgewachsenen Tieren verantwortlich sein.

Der Schlaf von Säugetieren und Vögeln besteht aus zwei Phasen, dem sogenannten REM-Schlaf (englisch: rapid eye movement) und Non-REM-Schlaf. Während des REM-Schlafes träumen wir, und die Gehirnaktivität in dieser Phase ähnelt der des Wachzustandes. Trotz intensiver Forschung bleibt die Funktion des REM-Schlafes aber mysteriös. Wissenschaftler vermuten, dass er für die normale Entwicklung des Gehirns notwendig ist, denn diese Schlafphase überwiegt in jungen Jahren: Die meisten Säugetierjungen verbringen mehr Zeit im REM-Schlaf als erwachsene Tiere. Neugeborene Babys zum Beispiel schlafen die Hälfte der Zeit in REM-Schlaf, während erwachsene Menschen nur ca. 20 bis 25 Prozent ihrer Schlafzeit in REM-Schlaf verbringen.

Niels Rattenborg vom Max-Planck-Institut für Ornithologie, Alexandre Roulin von der Universität Lausanne und ihre Doktorandin Madeleine Scriba haben nun bei jungen Schleiereulen untersucht, ob sich der REM-Schlaf auf ähnliche Art und Weise verändert wie bei Säugetieren. Dafür haben sie den Schlaf von Eulen unterschiedlichen Alters mithilfe von minimal invasiven Sensoren und Datenlogger aufgezeichnet. Während der Aufzeichnungen blieben die Eulen in ihren Nestboxen und wurden von ihren Eltern versorgt. Nach fünf Tagen wurden die Datenlogger wieder entfernt und die Eulenküken weiter beobachtet. Keine der Eulen wurde durch die Behandlung beeinträchtigt, sondern alle wurden flügge und kehrten im Folgejahr mit normalen Brutraten zurück.

Die Ergebnisse der Ornithologen zeigen, dass bei den jungen Eulen im Schlaf die REM-Phase überwog. „Ihr Gehirn war in dieser Schlafphase ähnlich aktiv wie im wachen Zustand, sie schlossen ihre Lider und ließen langsam den Kopf sinken“, sagt Madeleine Scriba von der Universität Lausanne (siehe Video im unten stehenden Link). Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass bei Schleiereulen genauso wie beim Menschen die Dauer des REM-Schlafes mit zunehmendem Alter der Jungen abnimmt.

Darüber hinaus analysierten die Forscher den Zusammenhang zwischen Schlaf und der Aktivität eines Gens, das für die Ausprägung schwarzer Punkte auf den Federn der Eulen verantwortlich ist. "Bei den Schleiereulen hängen die schwarzen Punkte der Nestlinge wie bei zahlreichen anderen Vogel- und Säugetierarten mit verschiedenen Körperfunktionen und Verhaltensmerkmalen zusammen. Viele davon sind auch verbunden mit Schlaf, wie zum Beispiel die Immunsystemfunktion und die Energieregulation", sagt Alexandre Roulin von der Universität Lausanne. In der Tat hat das Team gefunden, dass Eulenjungen mit verstärkter Aktivität dieses Gens weniger Zeit im REM-Schlaf verbringen als es für ihr Alter normal wäre. Ihr Gehirn könnte sich also schneller entwickeln als bei Eulenjungen mit geringerer Aktivität dieses Gens. Dazu passt, dass das Gen auch eine Rolle für die Bildung der Hormone Thyroid und Insulin spielt, die für die Gehirnentwicklung wichtig sind.

Noch wissen die Forscher nicht im Detail, wie Schlaf, Gehirnentwicklung und Pigmentierung zusammenhängen. Als nächstes wollen sie deshalb herausfinden, ob die Änderung des Schlafes während der Gehirnentwicklung die Organisation des erwachsenen Gehirns beeinflusst, und ob Schlaf und Färbung bei erwachsenen Eulen zusammenhängen und für Verhalten und Körperfunktionen der Tiere wichtig sind. „Diese natürlich vorkommende Variation im REM-Schlaf während der Entwicklungsperiode könnte eine Erklärung dafür liefern, welche Rolle der REM-Schlaf in der Gehirnentwicklung bei jungen Eulen und Menschen spielt“, sagt Niels Rattenborg vom Max-Planck-Institut für Ornithologie.

Originalpublikation:
Scriba MF, Ducrest A-L, Henry I, Vyssotski AL, Rattenborg NC, Roulin A. Linking melanism to brain development: Expression of a melanism-related gene in barn owl feather follicles covaries with sleep ontogeny. Frontiers in Zoology, veröffentlicht online am 26. July 2013 (http://www.frontiersinzoology.com/content/10/1/42/abstract)
Video:
http://www.frontiersinzoology.com/imedia/2039187711104100/supp2.mp4
Kontakte:
Dr. Niels C. Rattenborg
Forschungsgruppe Vogelschlaf
Max-Planck-Institut für Ornithologie - Seewiesen
rattenborg@orn.mpg.de
Tel.: +49 8157 932 279
Dr. Alexandre Roulin
Department of Ecology and Evolution
University of Lausanne, Switzerland
Alexandre.Roulin@unil.ch
Tel.: +41 21 692 41 89

Dr. Sabine Spehn | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.orn.mpg.de
http://www.frontiersinzoology.com/imedia/2039187711104100/supp2.mp4

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften