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 Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie