Unesta ja valveesta lajeilla osa 1

Lajien kehityshistorian näkökulmasta lepotila tai uni vaikuttaa ensisilmäyksellä yksinomaan haitalliselle, sillä ulkoisesti passiivisessa tilassa ollessa ei voi suojautua vaaroilta, ei hankkia ravintoa eikä myöskään kumppanin etsiminen ja suvunjatkaminen onnistu. Koska lepotila ja uni ovat tästä huolimatta säilyneet lajien ominaisuuksina aina tähän päivään saakka, vastakkainasettelu lienee virheellinen. Voiko unen ja valveen määrittely auttaa ymmärtämään mahdollisesti näennäistä ristiriitaa niiden välillä?

 

Ellei uni palvele jotain elintärkeää tehtävää, silloin se on suurin virhe, mikä evoluutiossa on tapahtunut, lausui Allan Rechtschaffen, yksi unitutkimuksen pioneereista. Vastaavasti yhtenä unitutkijana muiden joukossa William Joiner pitää todennäköisenä, että ympäristötekijät ovat muokanneet unta ja nukkumiseen liittyviä toimintoja lajikohtaisesti evoluutiossa.1

Joiner pitää uskottavana, että unen ydintehtävät ovat kehittyneet evoluutiossa jo varhain ja ovat säilyneet tähän päivään saakka, mikä kertoo unen tärkeydestä lajien selviytymisen kannalta.

Lyhyesti ilmaistuna uni ja nukkuminen ovat luonnonvalinnassa osoittautuneet tärkeämmiksi kuin suojautuminen, ravinto ja suvunjatkaminen. Kenties tärkein kysymys kuuluu, miksi näin on.

Pitkiä aikoja valppaana pysyttelevä delfiiniemo poikasensa kanssa. Kuva: Susan Pasternak.

Kääntäen voi todeta, että valve on yhtä tärkeä kuin uni, eikä unitilaakaan olisi ilman valvetta. Lajien sukupuutto tapahtuisi räjähdysmäisesti, ellei levosta tai unesta olisi mahdollista luopua tai nukkua vähemmän esimerkiksi silloin, kun vastasyntyneet jälkeläiset tarvitsevat huolenpitoa.

∗∗∗

Unen merkitystä ja syitä nukkumiselle voi tarkastella lukuisilta eri tasoilta. Vaikka ihmistä ei tässä tekstissäni mainita erikseen, sisällytän nyt ihmisen lajiksi muiden joukossa biologisten yhtäläisyyksien perusteella. Ihmiselle uni on tärkeää muun muassa siksi, että henkinen ja fyysinen toimintakyky säilyy levänneenä parempana kuin väsyneenä, eikä pitkäaikainen unen puute kasvata kroonisten sairauksien riskiä.

Ja valvetta tarvitsemme mekin esimerkiksi onnettomuuksilta suojautumiseen, ravinnon ja elannon hankkimiseen sekä suvunjatkamiseen, jälkimmäinen toki yksilön toiveista riippuen.

∗∗∗

Unen kehityshistoriaan sisältyvien vaiheiden ymmärtämiseksi lepotilan tai unen merkitystä haetaan siis mahdollisimman varhaiselta lajien kehittymisen tasolta. Pyrkimyksenä on saada selville, missä vaiheessa lajien evoluutiota uni on kehittynyt ja mikä on ollut kehityksen liikkeelle pannut voima.

Tarkoitan tässä lepotilalla muun muassa paikallaanoloa, aineenvaihdunnan hidastumista tai lajikohtaiseen asentoon ja kohteeseen siirtymistä, ja unella näiden lisäksi NREM- ja/tai NREM- ja REM-unen esiintymistä (tähän on poikkeuksia). Yksinkertaistamisen vuoksi kirjoitan jatkossa vain unesta ja nukkumisesta sisällyttäen siihen kaikki edellä mainitut piirteet.

Lähteenä käyttämäni Joinerin artikkeli tuo esille lukuisia toisistaan eroavia piirteitä nukkumisessa lajien välillä ja siitä, millaisia hyötyjä ja haittoja eroavuuksilla voi olla. Eniten tutkimustietoa on nisäkkäistä.

Unen syntyä ja sen tehtäviä koskevia kysymyksiä on ilman epäilystäkään lukemattomasti, ja ainakin tutkimuskentän ulkopuolelta katsottuna pyrkimyksenä kenties houkuttelevinta olisi voida kehittää ”kaiken teoria unesta”, toisin sanoen tieteellinen teoria, josta voisiin johtaa vastaukset kaikkiin tai ainakin useimpiin kysymyksiin unesta ja nukkumisesta. Eikö kuulostakin yksinkertaiselle? Oikeastaan ei.

∗∗∗

Ylösalaisin oleva meduusalla ei ole keskushermostoa, jonka aktivaatio olisi mitattavissa, mutta se nukkuu. Se ei koskaan täysin lakkaa liikkumasta, mutta öisin sen nopeus hidastuu ja se osoittaa muuta uneen liittyvää käyttäytymistä, mikä on yksi unitilan kriteereistä, jotka Joiner on muodostanut.

Ylösalaisin oleva meduusa. Kuva: Jacopo Werther / Wikimedia Commons.

Mitä sitten ovat valve ja uni? Biologisesta näkökulmasta katsottuna valveen voi eläinkunnassa määritellä – tosin hyvin karkeasti – siten, että valvetilassa ollessaan eläin kykenee vireystilansa ansiosta optimaaliseen suoritukseen vaaroilta suojautumisessa sekä ravinnon ja lisääntymiskumppanin etsimisessä. Määritelmän karkeus tekee siitä toisaalta yleispätevän.

Unitilan määritteleminen on sen sijaan vaikeampaa, sillä unen kaikista tehtävistä ei olla yksimielisiä tai sitten tunnustetaan, ettei kaikkia niitä tiedetä. Viisi keskeistä unitilan kriteeriä ovat Joinerin mukaan:

  • alentunut aivojen aktivaatio ja sen käyttäytymisen tason vastikkeiden vähentyminen, sekä alentunut reagointikyky ympäristössä tapahtuviin muutoksiin, mikä erottaa unessa olemisen pelkästä liikkumattomuudesta;
  • aivojen aktivaatiossa esiintyvät sähköiset muutokset;
  • muutokset käyttäytymisessä, kuten asettuminen paikkaan, jossa nukkuminen tapahtuu, ja siirtyminen lajikohtaisiin nukkuma-asentoihin;
  • anestesiaan, koomaan ja talvehtimiseen verrattuna nopea siirtyminen unesta valvetilaan;
  • homeostaattinen säätely, jossa matalan vireystason ja paikallaanolon jaksoja seuraa niille vastakkaisia, kompensoivia jaksoja.1

Joiner huomauttaa, etteivät kriteerit poikkeuksetta täyty jokaisella lajilla samalla tavalla. Esimerkiksi aivojen sähköisen toiminnan mittaaminen ei kaikilla lajeilla ole mahdollista, sillä mittauksen edellyttämä hermokudos saattaa puuttua kokonaan. Silti uni- ja valvetilojen erottaminen toisistaan on mahdollista edellä mainittuja kriteerejä yhdistämällä.

Vaihdan seuraavassa osassa näkökulmaa ja katson, mitä unessa olemisen määrittely voisi hyötyä filosofi Ludvig Wittgensteinin perheyhtäläisyyden käsitteestä.

(Tekstin 19. 10. 2017 päivitys.)

 

LÄHTEET
William J. Joiner: “Unraveling the Evolutionary Determinants of Sleep”. Curr Biol. 2016 Oct 24;26(20):R1073-R1087. (abstrakti)

VIITTEET
1. Joiner 2016, R1073.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *