I ricercatori riferiscono il 22 dicembre sulla rivista Biologia attuale che più tempo le renne trascorrono a ruminare, meno tempo trascorrono nel sonno senza movimento rapido degli occhi (non REM). Le registrazioni EEG hanno rivelato che le onde cerebrali delle renne durante la ruminazione assomigliano alle onde cerebrali presenti durante il sonno non REM, e questi schemi di onde cerebrali suggeriscono che le renne sono più “riposate” dopo la ruminazione. I ricercatori ipotizzano che questo multitasking potrebbe aiutare le renne a dormire a sufficienza durante i mesi estivi, quando il cibo è abbondante e le renne si nutrono quasi 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in preparazione al lungo e scarso inverno artico.
“Più le renne ruminano, meno sonno aggiuntivo non REM hanno bisogno”, afferma la prima autrice e neuroscienziata Melanie Furrer dell’Università di Zurigo. “Crediamo che sia molto importante che possano risparmiare tempo e allo stesso tempo coprire le loro esigenze di sonno e digestione, soprattutto durante i mesi estivi.”
I cicli luce-buio sono assenti nell’Artico durante l’inverno e l’estate, e studi precedenti hanno dimostrato che le renne che vivono nell’Artico non mostrano ritmi comportamentali circadiani durante queste stagioni, sebbene tendano ad essere più attive durante il giorno durante l’equinozio di primavera e autunno. , quando sono presenti cicli luce-buio. Tuttavia, non era noto se queste differenze stagionali influenzassero anche la quantità e la qualità del sonno delle renne.
Per studiare l’influenza dei cicli stagionali luce-buio sui modelli di sonno delle renne, i ricercatori hanno eseguito un’elettroencefalografia non invasiva (EEG) sulle renne della tundra eurasiatica (Rangifer tarandus tarandus) a Tromsø, Norvegia (69°N), durante l’equinozio d’autunno, il solstizio d’estate e il solstizio d’inverno. Le renne, tutte femmine adulte, facevano parte di un branco in cattività presso l’UiT, l’Università Artica della Norvegia a Tromsø, e gli esperimenti sono stati condotti in stalle al coperto con illuminazione controllata, cibo illimitato e temperatura costante.
Hanno scoperto che le renne dormivano più o meno la stessa quantità durante l’inverno, l’estate e l’autunno, nonostante fossero molto più attive durante l’estate. Ciò è in contrasto con altre specie che modificano la quantità di sonno in risposta alle condizioni ambientali. In media, le renne hanno trascorso 5,4 ore nel sonno non-REM, 0,9 ore nel sonno REM e 2,9 ore a ruminare durante un dato periodo di 24 ore, indipendentemente dalla stagione.
“Il fatto che le renne dormano la stessa quantità durante l’inverno e l’estate implica che debbano adottare altre strategie per far fronte al tempo di sonno limitato durante l’estate artica”, afferma Furrer.
Una possibile strategia è l’opportunità di riposare durante la ruminazione, ovvero la rimasticazione del cibo parzialmente digerito, che è una componente importante della digestione per le renne e altri ruminanti. È stato precedentemente osservato che pecore domestiche, capre, bovini e topi-cervi producono onde cerebrali simili al sonno durante la ruminazione, ma non era chiaro se la ruminazione potesse svolgere una funzione ristoratrice simile al sonno.
I ricercatori hanno scoperto che le letture dell’EEG delle renne durante la ruminazione somigliavano a schemi di onde cerebrali che sono indicativi del sonno non REM, inclusa una maggiore attività delle onde lente e dei fusi del sonno. Anche le renne addormentate e ruminanti hanno mostrato un comportamento simile, tendendo a stare tranquillamente sedute o in piedi durante entrambe le attività, ed erano meno reattive ai disturbi come ad esempio una renna vicina che si sedeva o si alzava: le renne rispondevano direttamente a questi disturbi (guardando verso la renna vicina). ) il 45% delle volte se erano svegli, ma solo il 25% delle volte se ruminavano e il 5% delle volte se erano in sonno non REM.
Successivamente, i ricercatori hanno testato se la ruminazione potesse ridurre il bisogno di dormire delle renne privandole del sonno per 2 ore e misurando le loro onde cerebrali durante il sonno prima e dopo questa privazione. In seguito alla privazione del sonno, le letture dell’EEG delle renne hanno mostrato un aumento dell’attività delle onde lente, che è indicativo di un accumulo di “pressione del sonno” – la spinta biologica inconscia per un sonno maggiore e più profondo – suggerendo che le renne sperimentano un sonno più profondo in seguito alla privazione del sonno. .
Tuttavia, quando le renne ruminavano, l’attività delle onde lente diminuiva durante il sonno successivo, e quanto più ruminavano, tanto più diminuiva l’attività delle onde lente. “Ciò suggerisce che la ruminazione riduce la pressione del sonno, il che potrebbe avvantaggiare le renne perché significa che non devono scendere a compromessi sul recupero del sonno quando trascorrono più tempo a ruminare”, afferma Furrer.
Ciò è particolarmente importante durante l’estate, perché più mangiano, più tempo le renne devono trascorrere a ruminare. “La ruminazione aumenta l’assorbimento dei nutrienti, quindi è fondamentale che le renne trascorrano abbastanza tempo a ruminare durante l’estate per aumentare di peso in previsione dell’inverno”, afferma Furrer.
Poiché le renne sembrano dormire mentre ruminano solo per una parte del tempo, studi di follow-up dovrebbero confrontare l’impatto della ruminazione durante il sonno con la ruminazione durante la veglia e misurerebbero idealmente anche il comportamento delle renne e il sonno in condizioni esterne più naturali, dicono i ricercatori. Tuttavia, tali misurazioni richiederebbero sensori EEG impiantati chirurgicamente piuttosto che gli elettrodi di superficie non invasivi utilizzati in questo studio.
“Un’altra cosa che potremmo aggiungere è osservare le giovani renne”, dice Furrer. “Sappiamo che il bisogno di sonno è molto più elevato nei bambini piccoli e nei neonati rispetto agli adulti, quindi sarebbe interessante osservare il sonno nelle renne più giovani.”
Questa ricerca è stata sostenuta dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica e dall’UiT, l’Università artica della Norvegia.
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