Ahtapotların Uykusu Şaşırtıcı Şekilde İnsanlarınkine Benziyor
İnsanlar gibi, ahtapotlar da iki uyku aşaması arasında geçiş yapıyor – sessiz aşama ve memelilerde REM uykusuna benzeyen aktif bir aşama.
Octopus laqueus, derin uyku sırasında beyaz renkte ve hareketsiz şekilde görünüyor. Bu derin uyku yaklaşık olarak saatte bir, uyanıklık benzeri aktivite (aktif uyku süreci) gösteren patlama şeklindeki nöronal ateşlemelerle kesintiye uğruyor. C: Keishu Asada
Ahtapotlar uyurken kısa uyku periyotları, yüksek düzeyde aktivite ile karakterize nöronal ateşlemelerle kesintiye uğruyor. Kolları ve gözlerinde seğirmeler meydana geliyor, solunum hızları artıyor ve ciltleri canlı renklerle parlıyor.
Şimdi ise araştırmacılar, ahtapotların (Octopus laqueus) aktif uyku periyotları esnasındaki beyin aktiviteleri ile cilt desenlerini yakından incelediler ve uyanık durumdayken görülen nöral aktivite ile cilt desenleme davranışına oldukça yakın benzerlik gösterdiklerini keşfettiler. Uyanıklık benzeri aktivite, memelilerde de hızlı göz hareketi olarak adlandırılan REM uykusu sırasında görülüyor- rüyaların en çok görüldüğü uyku evresi.
Nature dergisinde yayımlanan çalışma, ahtapotlar ve insanların uyku davranışı arasındaki dikkat çekici benzerliklerin altını çiziyor ve uykunun kökeni ile fonksiyonu hakkında etkileyici bilgiler sağlıyor.
Çalışmanın kıdemli yazarı Profesör Sam Reiter, “Tüm hayvanlar, deniz anası ve meyve sineği gibi basit hayvanlar bile, uykunun belli bir formunu gösteriyor gibi görünüyor. Ancak uzun zamandır, sadece omurgalıların iki farklı uyku evresi arasında geçiş yaptıkları biliniyordu.” diyor.
Araştırmanın yazarlarından Dr. Leenoy Meshulam “İki aşamalı uykunun, ahtapotlar gibi büyük fakat omurgalılardan oldukça farklı bir beyin yapısına sahip uzaktan akraba canlılarda bağımsız olarak evrimleştiği gerçeği, aktif ve uyanıklık benzeri evreye sahip olmanın kompleks bilişselliğin genel bir özelliği olabileceğini düşündürüyor.” diyor.
Octopus laqueus türü bir ahtapot, aktif uyku sırasında cilt rengini değiştiriyor.
Başlangıçta bilim insanları, ahtapotların bu aktif periyot sırasında gerçekten uyuyup uyumadıklarını kontrol ettiler. Ahtapotların fizyolojik uyarılara nasıl yanıt verdiklerini test ettiler ve bunun sonucunda uykunun hem derin hem de aktif evrelerinde ahtapotların tepki oluşturmadan önce, uyanık duruma kıyasla daha güçlü bir uyarıya ihtiyaç duyduklarını buldular. Ekip ayrıca ahtapotların uyumaları engellendiğinde ya da uykunun aktif evresindeyken bu süreç kesintiye uğratıldığında, sonraki aktif uyku dönemlerine daha çabuk ve daha sık girdiklerini keşfetti.
Çalışmanın başyazarlarından biri olan Aditi Pophale, “Bu dengeleyici davranış, ahtapotların fonksiyonlarını düzgün biçimde gerçekleştirebilmelerinde ihtiyaç duydukları, uykunun temel aşamalarından biri olan aktif evreyi açıklığa kavuşturuyor.” diyor.
Araştırmacılar ayrıca ahtapotların uyanık durumdayken ve uykudayken beyin aktivitelerini inceledi. Ahtapotlar derin uykudayken bilim insanları, memelilerin beyninde non-REM uykusu esnasında görülen ve uyku iğcikleri olarak adlandırılan bir dalga biçimine oldukça yakın benzerlik gösteren karakteristik beyin dalgalarını gördüler. Bu dalgaların asıl işlevi insanlarda bile kesin olarak bilinmese de, bellek konsolidasyonu üzerinde destekleyici etkisi olduğuna inanılıyor.
Araştırmacılar, çalışmanın başyazarlarından biri olan Dr. Tomoyuki Mano tarafından geliştirilen son teknoloji bir mikroskobu kullanarak, uyku iğciği benzeri dalgaların ahtapotların beynindeki öğrenme ve hafızayla ilişkili bölgelerde oluştuğunu saptadılar ve bu dalgaların potansiyel olarak insanlardaki ile benzer işlev gördüğünü öne sürdüler.
Ahtapotlar yaklaşık olarak saatte bir, aşağı yukarı bir dakikalık süren aktif uyku evresine girdi. Bu evre boyunca ahtapotların beyin aktivitesi, tıpkı insanlarda REM uykusu sürecinde olduğu gibi, uyanık durumdaki beyin aktivitesi ile oldukça yakın benzerlik gösteriyordu.
Araştırma ekibi ayrıca ahtapotların uyanık durumdayken ve uykudayken gösterdikleri cilt deseni değişimlerini ultra yüksek 8K çözünürlükle çekimlediler ve analiz ettiler.
Dr. Meshulam, “Bu denli yüksek çözünürlük ile çekim yaparak, her bir pigment hücresinin tüm cilt desenini oluşturabilmek adına nasıl davrandığını görebiliyoruz. Bu, uyanıklık ve uyku davranışlarının genel işleyişini anlayabilmek için basit cilt modelleri oluşturabilmemize yardımcı oluyor.
Ahtapotlar uyanıkken, derilerindeki binlerce küçük pigment hücresini kontrol ederek çok çeşitli cilt desenleri oluşturuyor. Bu desenleri kendilerini farklı ortamlarda kamufle etmek, avcı türleri uzaklaştırmak ve birbirleriyle haberleşmek gibi sosyal ve tehdit içeren durumlarda kullanıyorlar. Bilim insanları, ahtapotların aktif uykudayken bu cilt desenleri arasında geçiş yaptıklarını gösterdi.
Bilim insanları, aktif uyku ile uyanık durum arasındaki benzerliklerin çeşitli sebeplerle açıklanabileceğini söylüyor. Bu konu hakkında bir teori, ahtapotların kamuflaj becerilerini geliştirmek için cilt desenleri üzerinde pratik yapıyor olabilecekleri ya da basitçe pigment hücrelerinin aktivitesinin devamlılığı.
Diğer bir ilgi çekici görüş ise, ahtapotların yaşadıklarını yeniden tecrübe ediyor oluşu ve avlanma, avcılardan saklanma gibi uyanık durum deneyimlerinden öğrenme sürecini devam ettirdikleri, bu esnada her bir deneyim ile ilişkili cilt desenini yeniden oluşturdukları. Başka bir ifadeyle, rüya görmeye benzer bir şey yapıyor olabilirler.
Prof. Reiter “Bu bağlamda, insanlar nasıl bir rüya gördüklerini sadece uyanıkken ve sözlü biçimde aktarabiliyorken, ahtapotların cilt desenleri uyku sırasında beyin aktivitesinin görsel bir dışavurumu olarak rol oynuyor.” diyor.
“Böyle bir şey varsa da, mevcut durumda bu açıklamalardan hangi birinin doğru olabileceğini bilmiyoruz. Daha fazlasını araştırmaya oldukça ilgiliyiz.”
Okinawa Institute of Science and Technology. 28 Haziran 2023.
Makale: Pophale, A., Shimizu, K., Mano, T. et al. (2023). Wake-like skin patterning and neural activity during octopus sleep. Nature 619, 129–134.