Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Strauße schlummern wie Schnabeltiere

25.08.2011
Untersuchungen bei Straußen liefern neue Erkenntnisse über die Evolution des Schlafes

Die Gehirnaktivität von Straußen während des so genannten REM-Schlafs ist einzigartig. Sie wechselt zwischen schnellen, kleinen REM-Wellen, wie sie für REM-Schlaf auch bei anderen Vögeln typisch sind, und großen, langsamen Wellen, wie sie eigentlich typisch sind für non-REM-Schlaf.


Der Anteil des REM-Schlafes ist bei Straußen deutlich höher als bei anderen Vogelarten.
© gallofoto/Shutterstock.com

Dabei ist der Anteil des REM-Schlafes deutlich höher als bei anderen Vogelarten, fanden John Lesku und Niels Rattenborg vom Max-Planck-Institut für Ornithologie zusammen mit internationalen Kollegen heraus. Die Laufvögel zeigen ein ähnliches Schlafmuster wie das Schnabeltier, ein urtümliches Säugetier, das Eier legt. Während der Evolution sind offensichtlich aus einem einzigen Schlafmuster zwei verschiedene Schlafarten hervorgegangen. Der REM-Schlaf stellt dabei ein evolutionär neues Phänomen dar.

Vögel und die meisten Säugetiere zeigen zwei Formen von Schlaf, die sich durch ihre Gehirnwellenaktivität unterscheiden. Diese Aktivität messen Forscher mittels Elektroenze-phalogramm (EEG). Der non-REM („Slow Wave Sleep“) zeichnet sich durch große, langsame Wellen im EEG aus, während der REM-Schlaf („Rapid Eye Movement“) kleine, schnelle Wellen zeigt - ähnlich dem Muster, das man bei Wachphasen findet. Wie diese verschiedenen Phasen zustande kommen, haben nun die zwei Max-Planck-Wissenschaftler untersucht. „Wenn wir verstehen, wie diese beiden Arten von Schlaf, in der Evolution entstanden sind, könnten wir Einblicke in deren Funktion bekommen“, sagt Rattenborg.

Die Forscher messen dabei die Schlafmuster urtümlicher Arten, die als Stellvertreter ausgestorbener Lebensformen gelten. Innerhalb der Säugetiere zeigen zum Beispiel die Beuteltiere und die Plazentatiere, zu denen auch der Mensch gezählt wird, sowohl einen non-REM- als auch einen REM-Schlaf. Das EEG von urtümlichen Säugetieren wie den Kloakentieren weist hingegen nur den non-REM-Schlaf auf. Eine Ausnahme bilden dabei die Schnabeltiere: Hier stellten die Wissenschaftler auch äußerliche Anzeichen von REM-Schlaf fest, wie schnelle Augenbewegungen und eine Reduzierung der Muskelspannung.

Auch Vögel zeigen einen Wechsel von non-REM- und REM-Schlaf. Forscher rätselten lange Zeit, ob die Evolution bei Vögeln eine ähnliche Entwicklung aufweist wie bei den Säugetieren. In Zusammenarbeit mit den Universitäten in Südafrika, West-Australien und der Schweiz sowie der Organisation Ornis Italica untersuchten Rattenborg und Lesku die Schlafmuster bei einem urtümlichen Vogel, dem Strauß. Sechs Weibchen aus einer Straußenfarm in Free State in Südafrika wurden mit Elektroden versehen, um die Gehirnaktivität mittels EEG, die Augenbewegung und die Muskelspannung zu messen.

Erstaunlicherweise erinnerte die Gehirnaktivität schlafender Strauße an jene, die man bei schlafenden Schnabeltieren beobachten konnte. Die Strauße traten periodisch in eine REM-Schlaf-Phase mit schnellen Augenbewegungen und reduzierter Muskelspannung ein. Das EEG zeigte jedoch ein anderes Muster. Statt einer Aktivität, die charakteristisch für den REM-Schlaf wäre, wechselte das EEG zwischen REM- und non-REM-Schlaf.

Weil die Strauße eine geringe Gehirnaktivität während des REM-Schlafs zeigen, sind die Laufvögel vermutlich schon auf einem fortgeschrittenem evolutionären Weg verglichen mit Tieren, die einen “klassischen“ REM-Schlaf aufweisen. „Die Aktivierung – ein Kennzeichen des REM-Schlafes – ist beim Menschen, den meisten Säugetieren und auch bei Vögeln ein neues Merkmal der Evolution, das bei Tieren, die auf der evolutionär niedrigeren Stufe stehen, nicht vorhanden ist“, so Rattenborg.

Ansprechpartner
Dr. Niels Rattenborg
Max-Planck-Institut für Ornithologie, Seewiesen
Telefon: +49 8157 932-279
E-Mail: rattenborg@orn.mpg.de
Dr. John Lesku
Max-Planck-Institut für Ornithologie, Seewiesen
Telefon: +49 8157 932-360
E-Mail: lesku@orn.mpg.de
Originalveröffentlichung
John A. Lesku, Leith C. R. Meyer, Andrea Fuller, Shane K. Maloney, Giacomo Dell’Omo, Alexei L. Vyssotski, Niels C. Rattenborg
Ostriches Sleep Like Platypuses
PloS One, 24. August 2011

Dr. Niels Rattenborg | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/4401648/Strausse_Schlaf__Ornithologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise