Cronobiología (1). Búhos, alondras y centinelas.

Biología & Genética

 

 

El sueño es esencial para la supervivencia y, sin embargo, también representa un momento de extrema vulnerabilidad ante la depredación, los rivales y los peligros ambientales. En 1966, Frederick Snyder propuso la Hipótesis del Centinela:

‘El ser humano y otros animales han aprendido que bajo condiciones de peligro es seguro dormir solo si se emplean centinelas para permanecer vigilantes…’ 

Esta hipótesis explica que los animales que viven en grupo comparten la tarea de la vigilancia intercalada durante el sueño, con algunos individuos durmiendo mientras otros están despiertos y así reducir los riesgos que entraña el sueño en ambientes naturales.  Por lo tanto, los períodos asíncronos de vigilia proporcionan una oportunidad para la vigilancia cuando estos duermen. También explica que los mecanismos que generan la variación en la duración del sueño y los patrones pueden haber resultado en trastornos de los ritmos circadianos en las poblaciones modernas, especialmente cuando se combinan con el estilo de vida y los cambios tecnológicos, como el acceso a la iluminación artificial, pueden acentuar la variación en los cronotipos. Snyder propuso, además, que los despertares periódicos asociados con los cambios entre el sueño NREM y REM sirvieron para vigilar sus entornos.

En un contexto grupal, el comportamiento de vigilancia podría lograrse a través de mecanismos para asegurar que algunos individuos actúen como centinelas mientras otros duermen. Un comportamiento similar a un centinela también podría lograrse a través de la variación en el tiempo de sueño, los despertares periódicos y los períodos de tiempo que pasamos en las etapas más livianas del sueño, desde las cuales los despertares serían más probables en el contexto de estímulos externos amenazadores. Por ejemplo, si algunas personas en un grupo se van a dormir temprano y se despiertan antes que otras.

Varios análisis filogenéticos muestran que las especies de mamíferos que experimentan un mayor riesgo de depredación en el lugar del sueño exhiben también menos sueño REM y que los humanos tienen el sueño más corto de lo esperado junto a una proporción, también más alta de lo esperado, de REM. A lo largo de nuestra evolución, la transición a un sueño relativamente más profundo y de mayor calidad habría conferido beneficios cognitivos como la consolidación de la memoria, el procesamiento de la emoción que conduce a una mejor inteligencia social y el aumento de la creatividad y la innovación. El éxito, por tanto, de Homo sapiens se ha descrito como una anomalía evolutiva espectacular que ha llevado a los humanos a colonizar todo hábitat terrestre. El sueño, facilitado por un comportamiento similar al de un centinela, fue una parte del conjunto de caracteres adaptativos que condujo al éxito evolutivo de la humanidad.

Probablemente, a lo largo de la evolución humana, los grupos de sueño compuestos de clases de edades mixtas proporcionaron una forma de vigilancia que explican la variación del cronotipo y la arquitectura del sueño humano (incluidos los despertares nocturnos) en las poblaciones modernas y pueden, por lo tanto, representar un legado de la selección natural que actuó en el pasado para reducir los peligros que entrañaba el sueño cuando dormimos en grupos.

Aunque la investigación sobre el comportamiento de vigilancia humana permanece en gran parte sin explorar, el trabajo sobre la ritmicidad circadiana y la homeostasis del sueño ha centrado su investigación en las diferencias individuales de la regulación de sueño-vigilia, revelando una alta variabilidad de la preferencia por un determinado tiempo de inicio y finalización del sueño, dando lugar a cronotipos diferentes. Los individuos en las colas de la distribución son conocidos coloquialmente como alondras matutinas y búhos nocturnos. Es decir, aquellos que o bien se acuestan temprano y se despiertan temprano, o se acuestan tarde y se despiertan tarde.

Un buen ejemplo es el de los cazadores-recolectores Hadza que viven en la sabana del norte de Tanzania. Los patrones de actividad de su sociedad no están regulados por un sistema estructurado y jerárquico que asume el trabajo en momentos específicos durante el día. Además, esta población carece de barreras ambientales; tales barreras son el estándar en la sociedad postindustrial, incluidos los edificios con aislamiento que atenúa el ruido y otros agentes (por ejemplo, la luz artificial) que, como se ha demostrado previamente, influyen en el tiempo de actividad o inactividad circadiana. Con muy poca o ninguna ayuda de equipos o herramientas de producción industrial, cazan y se reúnen a pie utilizando arcos y hacha, con los hombres dedicándose a la caza y la recolección de miel, mientras que las mujeres recolectan raíces y frutos. Si bien ninguna población viva es un modelo perfecto de estilos de vida ancestrales, se cree que la estrategia de subsistencia de los Hadza ofrece importantes similitudes con nuestros antepasados ​​del Pleistoceno, como la variación que mostraron en sus cronotipos en grupo, incluidos sus despertares.

Una combinación de observaciones, experimentos, polisomnografía y encuestas ayudó a evaluar el grado en que estos despertares inferidos en los Hadza contribuyen al comportamiento centinela, y la conciencia por parte de los individuos de que contribuyen a una vigilancia real frente a las amenazas. Estos hallazgos proporcionan, a mi entender, la primera prueba de esta hipótesis en humanos. La variación interindividual en el cronotipo y los despertares periódicos son suficientes para generar un comportamiento similar al centinela durante toda la noche para los cazadores-recolectores Hadza, sin la necesidad de ningún mecanismo de comportamiento activo para obligar a alguien a mantenerse despierto y establecer la asincronía en el sueño del grupo. Ni siquiera en el caso de otros cazadores-recolectores, como los San, donde algunos informes indican que grupos de dos a tres hombres, en viajes de caza largos de varios días, aseguran que al menos un cazador esté despierto en todo momento.

¿Podría haber un tamaño de grupo óptimo y una combinación de edades para lograr un comportamiento centinela más efectivo en las poblaciones humanas? Los cambios en la duración y la estadificación del sueño a lo largo de la vida reproductiva, y tanto en el cronotipo como en la arquitectura del sueño, son ​​hereditarios. A su vez, la variación genética en el cronotipo podría mantenerse mediante la selección dependiente de la frecuencia, de manera que se favorezca a los individuos con cronotipos raros en una población. Dicha selección podría ocurrir si a nivel individual se acumulan ventajas al estar despierto cuando la mayoría de los demás están dormidos. Por ejemplo, las horas de relativa calma nocturna representan oportunidades para los ataques de depredadores y rivales, y estar despierto mientras otros duermen podría reducir el riesgo de mortalidad individual en tales condiciones. Además, la selección de grupo y/o parentesco podría favorecer a grupos de individuos que muestran una mayor variación de cronotipo.

La variación del éste es independiente de la duración total del sueño y se ha demostrado que se correlaciona con medidas fisiológicas, como la temperatura corporal baja temprana, la mayor secreción de melatonina, los niveles más altos de cortisol y la testosterona más baja al alba. Se ha investigado la base genética de la variación del cronotipo, con estudios de gemelos que demuestran que es de moderada a altamente hereditario (40–72%), y la ritmicidad circadiana se ha relacionado con los genes PERIOD y el gen del reloj circadiano CRY1. Además, el cronotipo no se predice por sexo, entorno, enfermedad o el número de niños que duermen juntos, sino que es una función de la edad. De hecho, la hipótesis de los abuelos mal dormidos podría ser la base de la investigación para un comportamiento similar al centinela.

Otra característica relevante puede ser que la fase del sueño es altamente flexible en respuesta a diferentes factores ecológicos, sociales y otros, en humanos y otros animales. La flexibilidad puede ser característica de todas las poblaciones humanas en la actualidad, lo que representa un legado de presiones selectivas pasadas. Por ejemplo, se ha observado que el efecto de la ‘primera noche’ altera el sueño en los humanos modernos cuando duermen en un entorno nuevo, como una habitación de hotel.

Estas diferencias individuales en el comportamiento del sueño se han interpretado como una variación que está vinculada a la desalineación de la fase circadiana, lo que resulta en problemas de salud y, a menudo, se identifica como un trastorno del sueño cuando es extrema. Algunas investigaciones recientes vuelven a encuadrar esta perspectiva centrada en la enfermedad en el contexto del desajuste evolutivo, donde los cambios en los entornos y estilos de vida actuales difieren de los de nuestro pasado ancestral en formas que crean nuevos retos para la salud. Por lo tanto, investigar las fases del sueño en humanos no industrializados no solo es importante para la ciencia básica, sino que también puede proporcionar avances en la comprensión de algunos trastornos del sueño en humanos modernos y, nos permite entender, cómo hemos conquistado la noche de los tiempos para llegar a ser lo que somos.

[Para más info clickea aquí, aquí, aquí, aquí, aquí  & aquí]

 

Referencias:

Nunn, C. L., Samson, D. R., & Krystal, A. D. (2016). Shining evolutionary light on human sleep and sleep disorders. Evolution, Medicine, and Public Health, 2016(1), 227–243.

Randler, C. (2014). Sleep, sleep timing and chronotype in animal behaviour. Animal Behaviour, 94, 161–166.

Samson, D. R., Crittenden, A. N., Mabulla, I. A., Mabulla, A. Z. P., & Nunn, C. L (2017). Chronotype variation drives night-time sentinel-like behaviour in hunter–gatherers. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 284(1858), 20170967.

Samson, D. R., Crittenden, A. N., Mabulla, I. A., Mabulla, A. Z. P., & Nunn, C. L. (2017). Hadza sleep biology: Evidence for flexible sleep-wake patterns in hunter-gatherers. American Journal of Physical Anthropology, 162(3), 573–582.

Samson, D. R., Manus, M. B., Krystal, A. D., Fakir, E., Yu, J. J., & Nunn, C. L. (2017). Segmented sleep in a nonelectric, small-scale agricultural society in Madagascar. American Journal of Human Biology, e22979.

Snyder, F. (1966). Toward an Evolutionary Theory of Dreaming. American Journal of Psychiatry, 123(2), 121–136.

 

Canciones recomendadas para la lectura:

-Para las alondras

-Para los búhos

 

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