Eulen verbringen mehr Zeit im REM-Schlaf als erwachsene Eulen.
Forscher des Max-Planck-Instituts für Ornithologie und der Universität Lausanne haben herausgefunden, dass das Schlafmuster von Jungvögeln dem von Säugetierbabys ähnelt. Darüber hinaus scheint sich der Schlaf von Jungvögeln auf die gleiche Weise zu ändern wie beim Menschen. Bei der Untersuchung von Schleiereulen in freier Wildbahn stellten die Forscher fest, dass diese Änderung des Schlafes stark mit der Expression eines Gens korreliert, das an der Erzeugung dunkler melanischer Federflecken beteiligt ist. Dieses Merkmal ist bekannt dafür, dass es Verhaltens- und physiologische Merkmale bei erwachsenen Eulen aufweist. Diese Ergebnisse eröffnen die faszinierende Möglichkeit, dass schlafbezogene Entwicklungsprozesse im Gehirn zur Verbindung zwischen Melanismus und anderen Merkmalen beitragen, die bei erwachsenen Schleiereulen und anderen Tieren beobachtet werden.
Mit zunehmendem Alter ändern Baby-Eulen ihre Schlafgewohnheiten. Je älter sie werden, desto weniger Zeit verbringen sie im REM-Schlaf. Bildnachweis: quasarphotos / Fotolia
Der Schlaf bei Säugetieren und Vögeln besteht aus zwei Phasen, dem REM-Schlaf ("Rapid Eye Movement Sleep") und dem Nicht-REM-Schlaf. Wir erleben unsere lebhaftesten Träume im REM-Schlaf, einem paradoxen Zustand, der durch wachähnliche Gehirnaktivität gekennzeichnet ist. Trotz umfangreicher Forschung bleibt der Zweck von REM-Schlaf ein Rätsel. Eines der hervorstechendsten Merkmale des REM-Schlafes ist sein Übergewicht in jungen Jahren. Eine Vielzahl von Säugetieren verbringt im frühen Leben viel mehr Zeit im REM-Schlaf als im Erwachsenenalter. Als Neugeborene wird die Hälfte unserer Schlafzeit im REM-Schlaf verbracht, wohingegen der REM-Schlaf in der letzten Nacht wahrscheinlich nur 20-25% Ihrer Zeit zum Schlafen umfasste. Obwohl Vögel die einzige Gruppe von Nicht-Säugetieren sind, von denen bekannt ist, dass sie sich eindeutig mit REM beschäftigen Im Schlaf war bisher unklar, ob sich der Schlaf bei Jungvögeln in gleicher Weise entwickelt.
Infolgedessen haben Niels Rattenborg vom MPIO, Alexandre Roulin von Unil und ihre Doktorandin Madeleine Scriba diese Frage in einer Population wilder Schleiereulen erneut untersucht. Sie verwendeten ein Elektroenzephalogramm (EEG) und einen Bewegungsdatenlogger in Verbindung mit minimalinvasiven EEG-Sensoren, die für den Einsatz beim Menschen entwickelt wurden, um den Schlaf von 66 Eulen unterschiedlichen Alters aufzuzeichnen. Während der Aufnahmen blieben die Eulen in ihrem Nistkasten und wurden normal von ihren Eltern gefüttert. Nachdem ihre Schlafmuster für bis zu fünf Tage aufgezeichnet worden waren, wurde der Logger entfernt. Alle Eulen flüchteten daraufhin und kehrten zu normalen Raten zurück, um im folgenden Jahr zu züchten, was darauf hinweist, dass es keine langfristigen nachteiligen Auswirkungen des Herunterfallens von Evas auf ihr schlafendes Gehirn gab.
Trotz des Fehlens signifikanter Augenbewegungen (ein Merkmal, das Eulen gemeinsam haben) verbrachten die Eulen viel Zeit im REM-Schlaf. "Während dieser Schlafphase zeigte das EEG der Eulen eine wache Aktivität, ihre Augen blieben geschlossen und ihre Köpfe nickten langsam", berichtet Madeleine Scriba von der Universität Lausanne (siehe Video im Link unten). Wichtig ist, dass die Forscher herausfanden, dass die Zeit, die im REM-Schlaf verbracht wurde, genau wie bei Säuglingen mit zunehmendem Alter der Eulen abnahm.
Darüber hinaus untersuchte das Team die Beziehung zwischen dem Schlaf und der Expression eines Gens in den Federfollikeln, die an der Erzeugung dunkler melanischer Federflecken beteiligt sind. "Wie bei mehreren anderen Vogel- und Säugetierarten haben wir festgestellt, dass Melan-Flecken in Eulen-Kovaren eine Vielzahl von Verhaltens- und physiologischen Merkmalen aufweisen, von denen viele auch Verbindungen zum Schlaf aufweisen, wie z. B. die Funktion des Immunsystems und die Energieregulierung", bemerkt Alexander Roulin von der Universität Lausanne. Tatsächlich stellte das Team fest, dass Eulen, die höhere Spiegel des am Melanismus beteiligten Gens exprimieren, weniger REM-Schlaf hatten als für ihr Alter erwartet, was darauf hindeutet, dass sich ihr Gehirn schneller entwickelte als Eulen, die niedrigere Spiegel dieses Gens exprimierten. Entsprechend dieser Interpretation spielt das von diesem Gen kodierte Enzym auch eine Rolle bei der Produktion von Hormonen (Schilddrüse und Insulin), die an der Entwicklung des Gehirns beteiligt sind.
Obwohl zusätzliche Untersuchungen erforderlich sind, um genau zu bestimmen, wie Schlaf, Gehirnentwicklung und Pigmentierung zusammenhängen, werfen diese Ergebnisse dennoch einige interessante Fragen auf. Beeinflusst die Veränderung des Schlafes während der Gehirnentwicklung die Organisation des erwachsenen Gehirns? Wenn ja, trägt dies zur Verbindung zwischen Verhaltens- und physiologischen Merkmalen und dem bei erwachsenen Eulen beobachteten Melanismus bei? Kovary Schlaf und Pigmentierung bei erwachsenen Eulen, und wenn ja, wie beeinflusst dies ihr Verhalten und ihre Physiologie? Schließlich hofft Niels Rattenborg vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen, dass „diese natürlich vorkommende Variation des REM-Schlafes während einer Phase der Gehirnentwicklung genutzt werden kann, um genau aufzuzeigen, was der REM-Schlaf für das sich entwickelnde Gehirn bei Baby-Eulen tut Menschen. "
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