Selektionsnachteil Schlaf?

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Geschafft! Jetzt geht's wieder normal weiter

Alle Lebewesen, angefangen von Bakterien bis zum Menschen haben Tag/Nacht Rhythmen.

Cyanobakterien kriegen sogar einen Jet Lag, wenn man künstlich die Tagesdauer verändert. Man könnte sagen, diese Winzlinge schlafen. Die Regulierung ihrer Tag/Nachtrhythmen ist sehr kompliziert biochemisch geregelt. Cyanobakterien sind Modellorganismen für die Schlafforschung.

Delphine haben anscheinend drei "Schlaf" oder Ruhearten, wenn sie im Wasser schwimmen. "bottom-rest": lange unbeweglich auf dem Grund liegen; "surface-rest": lange unbeweglich an der Wasseroberfläche ruhen; und "swim-rest", wobei sie unter der Wasseroberfläche langsame Kreise ziehen. Indirekt kann man darauf schließen, dass sie im "swimm-rest" mit einer Gehirnhälfte schlafen. Das sind Beobachtungen in Großaquarien.

Haie, da gibt es solche, die müssen nicht dauernd schwimmen, um durch die Kiemen atmen zu können; die legen sich auch mal auf den Grund und atmen, indem sie wie andere Fische ihr Maul auf- und zumachen.

Die kleine Fruchtfliege Drosophila melanogaster schläft auch. Sie ist sogar ein Modellobjekt, um die Vorgänge des menschlichen Schlafes zu studieren. Zwingt man ihr künstlich "Schichtarbeit" auf, verringert sich ihre Lebenserwartung um 20%! Eine Warnung vor übermäßiger Schichtarbeit bei Menschen.

Es gibt eine Schlafstörung im Menschen - FASPS (advanced sleep phase syndrome). Das sind notorische Frühaufsteher, die aúch sehr früh zu Bett gehen müssen. Nur ein einziges Gen ist bei diesen Menschen verändert, und schon schlafen sie total anders.

Fazit: ohne Schlaf geht nix, weder bei Bakterien noch bei Menschen

@truebeliever

Danke für deine Recherchen. Also ohne Schlaf geht nichts.

Schon erstaunlich wie ich finde, das der Schlaf also so extrem wichtig ist, das er in der Evolution als unverzichtbar zu bezeichnen ist. Irgendwie muß ich dann denken, das der Schlaf keine wirkliche biologische Funktion hat. Meine Grundannahme, von der ich mal theoretisch ausgehen möchte, ist: Die Evolution hat es geschafft auf jede biologische Herausforderung eine Antwort zu finden. Danach müßte dann die Funktion des Schlafes dann keine biologische mehr sein.

Das Schlaf dazu da ist um das Bewußtsein aufzuräumen kann man dann eigentlich auch ausschliessen, denn Bakterien dürften nicht über ein Bewußtsein verfügen.

In meinem Einleitungspost hatte ich vier Haupthypothesen zitiert, von denen fallen jetzt die regenerative und psychische weg. Auch die Kalibrations-Hypothese, nach der die Körperfunktionen im Schlaf neu "justiert" werden, würde unter der Voraussetzung meiner theoretischen Grundannahme wegfallen.

Bleibt nur noch die Adaptive Hypothese, nach der mit Schlaf ein ögologisches Gleichgewicht hergestellt werden soll. Aber ein ökologisches Gleichgewicht bei Bakterien? Wie sollte es dort zur Überweidung durch Beutetiere kommen?


Mysteriös, ich glaub ich werd mal ne Nacht drüber schlafen.

"Es ist Unsinn, sich in Fragen der Wahrheit darauf zu berufen, dass man etwas glauben müsse - denn etwas wird nicht dadurch wahr, dass man daran glaubt."
Konfuzius

"Es geschieht oft, daß ein universaler Glaube [...] in einem späteren Zeitalter so greifbar zur Absurdität wird, daß die einzige Schwierigkeit darin besteht, zu verstehen, wie eine solche Idee jemals glaubwürdig erscheinen konnte."

@truebeliever
Meine Grundannahme, von der ich mal theoretisch ausgehen möchte, ist: Die Evolution hat es geschafft auf jede biologische Herausforderung eine Antwort zu finden. Danach müßte dann die Funktion des Schlafes dann keine biologische mehr sein.

Ich verstehe Deine Begründung nicht. Wenn Schlaf ein Ergebnis der Evolution ist, weshalb sollte dann seine Funktion keine biologische sein?

@darthhotz

Wenn es für alle Theorien Anhaltspunkte gibt,dann könnte es doch sein,das alle zutreffen,denn die verschiedenen Theorien schliessen sich ja nicht gegenseitig aus.

"Sei vergnügt solange du am Leben bist..."

-=ebai=-

Sorry, da war oben ein Fehler, es muß natürlichn heissen @darthhotz

@darthhotz
Meine Grundannahme, von der ich mal theoretisch ausgehen möchte, ist: Die Evolution hat es geschafft auf jede biologische Herausforderung eine Antwort zu finden. Danach müßte dann die Funktion des Schlafes dann keine biologische mehr sein.

Ich verstehe Deine Begründung nicht. Wenn Schlaf ein Ergebnis der Evolution ist, weshalb sollte dann seine Funktion keine biologische sein?

@ DarthHotzmk2
Bleibt nur noch die Adaptive Hypothese, nach der mit Schlaf ein ögologisches Gleichgewicht hergestellt werden soll. Aber ein ökologisches Gleichgewicht bei Bakterien? Wie sollte es dort zur Überweidung durch Beutetiere kommen?

Auch hier verstehe ich Dich nicht. Ich erklär erst mal, was ich mit "Schlaf" bei Bakterien meinte.

Ich habe jetzt eine neuere Quelle dazu mit der Suchmaschine "www.pubmed.com" gefunden:

Cyanobakterien und Tag/Nacht Rhythmen
Die wichtigsten Punkte:

1) Bisher sind unter Bakterien nur bei Cyanobakterien Tag/Nacht-Rhythmen (circadian rhythms) bekannt
2) Die werden durch innere (circadiane) Uhren (circadian clocks) reguliert, ähnlich wie bei Tieren oder Menschen
3) Die durch Tag/Nacht-Rhythmen bedingten Veränderungen in den Cyanobakterien sind vielfältig, von Veränderungen in der Genexpression bis hin zu Veränderungen im Zuckerstoffwechsel, ähnlich wie auch bei Tieren
4) "Jet Lag" bei Cyanobakterien: deren Tag/Nacht-Rhythmen sind zwar sehr stabil, können aber durch sehr starke künstliche Störungen der Tag/Nacht Lichtverhältnisse wie beim Menschen durcheinander gebracht werden. Das war eine andere Veröffentlichung als die o.g., und ein Kommentar darüber lautete so etwa "Jet Lag bei Bakterien? Nach dem heutigen Stand der Forschung kein absurder Gedanke mehr"
5) Wenn man über Schlaf spricht, ist es nicht einfach zu definieren, was Schlaf ist. Was ist Schlaf, fragt sich z.B. die Meeresbiologin, die mit Haifischen arbeitet (hatte ich in einem meiner vorherigen Postings erwähnt).


Jetzt denke ich mir das mit dem Schlaf so: Voraussetzung für Schlaf beim Menschen ist eine innere Uhr, die ihm sagt "Schlafenszeit". Diese innere Uhr gibt es anscheinend bei allen Lebewesen. Diese Uhr wird durch Tag- und Nachtwechsel immer wieder nachreguliert. Diese innere Uhr beeinflusst bei allen Lebewesen elementare Stoffwechselvorgänge, auch bei Cyanobakterien. Die lassen nun Nachts nicht die Blätter hängen (die sie nicht haben) oder machen nicht die Augen zu, wie Tiere und Menschen. Dieses "Schlafen" im üblichen Sprachgebrauch hat sich erst im Lauf der Evolution herausgebildet. Wenn es nicht von Vorteil gewesen wäre, gäb es diese komplizierten Vogänge der innern Uhr und des Schlafes nicht.

Jetsetter und Schichtarbeiter mögen diese innere Uhr überhaupt nicht.

Wenn der Schlaf, bzw. die Müdigkeit, die der Grund vom Schlaf ist, abhängig ist von der inneren Uhr, dann müsste es doch auch möglich sein, diese innere Uhr zu manipulieren? Bzw. brauchen wir heutzutage eigentlich noch sowas wie eine innere Uhr?
Durch Genmanipulation müsste es doch möglich sein, diese innere Uhr rauszuoperieren. Gibts Experimente dazu, was passiert, wenn man Cyanobakterien das Gen, welches zur Ausprägung der inneren Uhr verantwortlich ist, entfernt?

@fuse, 30.01.2006, 23:22
Gibts Experimente dazu, was passiert, wenn man Cyanobakterien das Gen, welches zur Ausprägung der inneren Uhr verantwortlich ist, entfernt?

Es sieht so aus, als ob eine Vielzahl von Genen dafür verantwortlich ist:
Analyse des Synechococcus elongatus Genoms
Man versucht erst mal, deren Funktion zu verstehen. Etwas dazu findest Du auch auf der Homepage der Hauptautorin, Susan S. Golden:
http://www.bio.tamu.edu/FACMENU/faculty/sgolden.htm (Archiv-Version vom 21.02.2006)

@fuse, 30.01.2006, 23:22
Wenn der Schlaf, bzw. die Müdigkeit, die der Grund vom Schlaf ist, abhängig ist von der inneren Uhr, dann müsste es doch auch möglich sein, diese innere Uhr zu manipulieren? Bzw. brauchen wir heutzutage eigentlich noch sowas wie eine innere Uhr?

Da kommst Du wieder auf den Anfang des Threads von DarthHotzmk2 zurück. Brauchen wir Schlaf? Ist er nicht evolutionsmäßig von Nachteil? Ich meine, wir brauchen die innere Uhr und den Schlaf, und er ist kein Nachteil der Evolution, denn sonst gäb's uns und alle anderen schlafenden Lebewesen ja nicht!

Was Deine Frage zur Genmanipulation betrifft: also, bei Cyanobakterien ist man ja erst am Anfang, das Ganze zu verstehen. Ernster ist meine Frage: darf der Mensch alles tun, was er kann? Glücklicherweise kann er den Schalf noch nicht wegmanipulieren; ich bin froh, dass ich noch schlafen kann. Und die Menschen, die nicht oder sehr schlecht schlafen, beklagen sich doch mehr, als diejenigen, die gut schlafen oder?

@truebeliever
Ein Hoch! Du hast den Thread gerettet! :-)
Mittlerweile würde ich behaupten, das umgekehrt ein Schuh draus wird. Es ist ein Selektions_nachteil_ auf Schlaf zu verzichten. Ich finde, es wäre eine Verschwendung von Forschungsgeldern, wenn man das Phänomen Schlaf erforscht, um Wege zu finden, ihn zu umgehen. Wozu sollte das gut sein, ausser um Schichtarbeitsdeppen zu züchten, die den Rest ihres Daseins wie Zombies umhertorkeln. Oder den immerwachen Supersoldaten. Kann ich drauf verzichten und wird meiner Meinung nach sowieso nie klappen. Das wäre, als ob man dem Menschen die Nahrungsaufnahme oder die Atmung abgewöhnen wollte, und das wäre vermutlich noch einfach dagegen.

MfG,
Q.

@Quaoar
Du sprichst mir aus der Seele, Quoar!

Aber trotzdem find ich das Thema spannend. Die Forschung ist ja nicht auf die Schlafabschaffung des Menschen gerichtet, sondern darauf, wie man Menschen mit Schlafstörungen helfen kann. Ist ja noch verzwickter: Inszwischen findet man Blaulicht-Rezeptoren (blue-light receptors) anscheinend auch in allen Organismen, ob Bakterien, Fruchtfliegen oder Menschen. Das heißt, die Jahreszeiten mit ihren unterschiedlichen Tag/Nachtlängen regulieren die Tag/Nacht-Uhr (ist ja logisch)). Sehen nicht nur Menschen sonden auch Bakterien blau? Anscheinend.

Ist ja logisch ist gut lol ;-)
Das Ganze ist ein tolles Beispiel dafür, wie unglaublich komplex und tief unser Universum ist, faszinierend sozusagen. Aber, was hat es mit diesen Blaulicht Rezeptoren auf sich? Find jetzt nix.
Was ist mt Pflanzen? Die Blüte, die sich zur Nacht schliesst, jeder kennt das Bild. Alles hat mit Lichtzyklen zu tun.

@Quaoar, 31.01.2006, 22:43
Ist ja logisch ist gut lol ;-)
Das Ganze ist ein tolles Beispiel dafür, wie unglaublich komplex und tief unser Universum ist, faszinierend sozusagen. Aber, was hat es mit diesen Blaulicht Rezeptoren auf sich?

2005: Auch Menschen haben spezielle Blaulichtrezeptoren – den fünften Lichtrezeptor - die nichts mit dem Sehvorgang zu tun haben:
Link: Blaues Licht beeinflusst Schlafphasen und Schlaftiefe beim Menschen

2004:"Blaues Licht spielt eine zentrale Rolle in der Korrektur der Tag/Nacht-Uhren in Lebewesen. Blaulicht dringt tief ein, auch in Meerestiefen, die von anderen sichtbaren Wellenlängen nicht erreicht werden"
"...es ist eine herausfordernde Aufgabe, die evolutionäre Bedeutung von Photosensoren in den verschiedensten Arten von Lebewesen - Prokaryonten (Bakterien und Archaeen), Pflanzen, Tieren und Mensch - aufzuklären. Bioinformatiker, Proteinchemiker, Photobiophysiker und Photophysiologen arbeiten dabei zusammen."
Link: Bakterielle Photorezeptoren für blaues Licht (Archiv-Version vom 02.03.2006)


2001: "Bislang kennt man vier Lichtrezeptoren in der Netzhaut des Auges. Einer von ihnen sitzt in den als Stäbchen bezeichneten Sehzellen und ist für das Kontrastsehen bei Nacht zuständig. Die anderen drei befinden sich in den Zapfen und bewerkstelligen das Farbsehen bei Tage."
"Im menschlichen Auge muss es noch einen fünften Photorezeptor geben, über den der Tag-Nacht-Rhythmus gesteuert wird"
Das war 2001 noch eine Vermutung, inzwischen ist es Tatsache, s.o. "Auch Menschen haben spezielle Blaulichtrezeptoren"
"Diese Entdeckung wird die Behandlung von Winterdepressionen und Störungen des circadianen Rhythmus verändern"
Link: Blaulicht-Rezeptor stellt die innere Uhr (Archiv-Version vom 18.03.2005)


1997: Würzburger Botaniker konnten zeigen, dass durch die Bestrahlung mit blauem Licht die Aktivität einer Reihe bestimmter Gene in Pflanzen gesteigert wird.
Link: Blaulicht und die Gene von Pflanzen (Archiv-Version vom 26.01.2005)

Ich hab die ganzen Papers nicht gelesen, aber ich find es nicht überraschend, dass Cyanobakterien einen Tag/Nacht-Rythmus haben. Die betreiben Photosynthese. Und das nur 12h am Tag, weil ja nachts die Energiequelle fehlt. Und ich kann mir nicht vorstellen, dass die einfach so volle Esse weitermetabolisieren, wenn die 12h "hungern" müssen. Und noch irriger ist es, wenn die sich zum Sonnenuntergang teilen würden. Denn die Tochterzellen würden dann 12h lang keine Energiezufuhr haben und deren Teilung verebbt einfach.



"Spam am laufenden Band"

"Hebe nicht mehr den Arm gegen sie! Unzählbar sind sie, und es ist nicht dein Los, Fliegenwedel zu sein."

@tunkel

Ok, aber warum haben dann die nicht-photosynthetischen Bakterien Pseudomonas putida, Bacillus subtilis und Caulobacter crescentus ebenfalls Blaulichtrezeptoren (LOV-Domänen)...
Krauss et al. 2005. Initial characterization of a blue-light sensing, phototropin-related protein from Pseudomonas putida: a paradigm for an extended LOV construct. Phys Chem Chem Phys. 7:2804...welche bei Mensch und Tier die Tag/Nacht-Uhr nachregulieren?

...und bei Pflanzen

Es nutzt wenig, hier jetzt wild herum zu spekulieren. Ich hätte viele Vorschläge, wie sich der Tag-Nacht-Rythmus und dessen Registrierung positiv auf die Evolution von Organismen auswirken könnte.

Nur ist das dann halt doch irgendwie Science-Fiktion, wenn man nicht in die aktuelle Forschung involviert ist.



"Spam am laufenden Band"

"Hebe nicht mehr den Arm gegen sie! Unzählbar sind sie, und es ist nicht dein Los, Fliegenwedel zu sein."

Hab mir gerade wieder überlegt, was ich nicht alles machen könnte, wenn ich nicht müde werden würde.
Kann mich dran erinnern ( glaub sogar einer der Antworten zu diesem Thema ), dass ich schon ein paar mal von Personen gehört habe, die durch eine Krankheit oder was anderem plötzlich nicht mehr schlafen konnten.
Weiss jemand, mehr über diese Fälle oder hat vielleicht sogar eine URL, wo über solch einen Fall berichtet wird?

@fuse: ja, diese Krankheit nennt sich "Schlaflosigkeit". Ich habe allerdings gehört, dass die Betroffenen eher darunter leiden, als dass sie es toll fänden ;)

Liebe Esoteriker, seid gewarnt, meine kabbalistische Quersumme ist die E I N S
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Nur Atheisten kommen in den Himmel! Ihre Nächstenliebe ist nicht gottgeschuldet, sondern ehrlich.
-=ebai=-

Ich habe gerade eine Sendung auf BR alpha gesehen, in der es um die innere Uhr ging. Dortwurde gezeigt, wie in der Industrie bestimmtes Licht eingesetzt wird, um die innere Uhrvon Arbeitern der Nachtschicht entsprechend anzupassen, sodass sie leistungsfähiger sind.
Denkt ihr, dass es möglich ist, durch sehr helle Lampen mit Vollspektrum, dem Körpernicht nur vorzugaukeln, wann denn der Tag beginnt und endet, sondern auch, dass der Taglänger sei, als er wirklich ist?
Das es also möglich ist, von den 24 Stunden, 20Stunden hellwach zu sein und nur 4 Stunden schlafen zu müssen, oder 2-3 Tage hellwach zusein und dann 12 Stunden zu schlafen.
Also den Schlafrythmus von aussen zukontrollieren?