05.09.2008 · Schlaf ist nicht nur nützlich, sondern für alle Tiere absolut notwendig: Diese Behauptung verteidigen zwei Schlafforscher. Warum der Schlaf aber vermutlich unumgehbar ist, wozu er eigentlich nützt, darüber rätselt die Wissenschaft noch immer.
Von Catherine Grim
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Nickerchen: ein schlafender Koala
Mäuse tun es und Menschen auch, Vögel und Delfine scheinen nicht ohne auszukommen: Alle schlafen. Die Schlafforschung beschäftigt sich längst mit der grundlegenden Frage, wie wichtig diese Nachtübung eigentlich ist und welchen Nutzen sie hat. Nun bleibt die Funktion des Schlafens zwar nach wie vor im Dunkeln, aber eine Metaanalyse zeigt jetzt zumindest, dass Schlaf offenbar unentbehrlich ist.
Die beiden Schlafforscher Chiara Cirelli und Giulio Tononi von der University of Wisconsin in Madison haben die sogenannte Nullhypothese auf den Prüfstand gestellt. Sie geht davon aus, dass Schlaf zwar nützlich, aber nicht notwendig ist. Für diese Hypothese spricht, dass bis jetzt noch keine Kernfunktion des Schlafes gefunden wurde und dass verschiedene Tierarten unterschiedlich viel Schlaf brauchen. Schon unter Säugetieren variieren die Schlafzeiten extrem. Fledermäuse verschlafen 20 Stunden des Tages, Pferde hingegen nur drei.
Schlaf überall
Cirelli und Tononi stellten drei Bedingungen auf, bei deren Erfüllung sich die Nullhypothese bewahrheiten würde: Es müsste Tiere geben, die nicht schlafen, ebenso wie solche, die nach einem längeren Wachzustand kein Schlafdefizit auszugleichen hätten. Außerdem dürfte Schlafentzug keine ernsten physischen und psychischen Konsequenzen nach sich ziehen.
Auf der Suche nach einem Tier, das keinen Schlaf braucht, sahen die Wissenschaftler zahlreiche Studien durch. Wie sie kürzlich in dem Online-Magazin „Plos Biology“ berichten ( doi: 10.1371/journal.pbio.0060216), fanden sie Hinweise darauf, dass auch Tiere wie die Taufliege oder der Fadenwurm Anzeichen von Schlaf erkennen lassen. Sogar Fische scheinen nachts während des Schwimmens in einen schlafähnlichen Zustand zu gleiten – in dieser Phase ist ihre Reaktionsfähigkeit gemindert und sie sind anfälliger für Fressfeinde. Dass der Ochsenfrosch, das Paradebeispiel für ein angeblich schlafloses Tier, ohne Schlaf auskommt, bezweifeln die Forscher: Sie kritisieren methodische Mängel an der einzigen vor drei Jahrzehnten über den Frosch veröffentlichten Studie und fordern weitere Experimente. Ihrer Meinung nach gibt es keinen klaren Beweis für eine Tierart, die nicht schläft.
Auf die Art des Schlafs kommt es an
Auch die zweite Bedingung für die Nullhypothese ist laut Autoren bei allen bisher untersuchten Tieren nicht erfüllt. Zwar reagieren Kakerlaken, Honigbienen und Buntbarsche auf Schlafentzug nicht mit einer höheren Schlafzeit. Allerdings sei, so die Wissenschaftler, nicht allein die Zeit des Schlafes ausschlaggebend, sondern auch seine Intensität – ein Faktor, dessen Messung bislang vernachlässigt wurde. Cirelli und Tononi zweifeln ebenfalls die Ergebnisse eines anderen Versuchs an, bei dem Zebrafische ihr Schlafdefizit nicht kompensierten, nachdem sie mit Licht wachgehalten worden waren. Die Autoren weisen darauf hin, dass trotz des Lichts ein gewisses Schlafmaß erhalten bleibt. Die Schlafmenge erhöht sich sogar, wenn die Tiere über längere Zeit hinweg diesem Reiz ausgesetzt sind.
Nach Ansicht der Autoren ist auch die letzte Voraussetzung für die Nullhypothese nicht erfüllt. Denn Schlafentzug ist bei den bislang untersuchten Tieren mit ernsten Konsequenzen verbunden. Versuche an Ratten, Fliegen und Kakerlaken hatten gezeigt, dass Schlafentzug tödlich sein kann. Auch Menschen mit einer erblichen Schlafstörung sterben an der Krankheit. Lediglich Tauben können den Schlafentzug verkraften.
Eingestreuter Schlaf
Wenn Tiere über längere Zeit vom Schlafen abgehalten werden, ruhen sie sich in sogenannten „Mikroschlaf-Episoden“ aus. Obwohl Ratten in einer Studie scheinbar davon abgehalten wurden, schliefen sie mindestens zehn Prozent der Versuchszeit – allerdings immer nur in so kurzen Phasen, dass es kaum zu bemerken war. Messungen mittels Elektroenzephalographie haben gezeigt, dass die Hirnwellenaktivität eines wachgehaltenen Tieres zeitweilig dem eines schlafenden ähnelt, obwohl seine Augen geöffnet sind. Ferner beeinträchtigt Schlafentzug die kognitive Fähigkeit bei Menschen. Andere Studien konnten dieses Ergebnis an Fliegen, Vögeln und Nagetieren allerdings nicht wiederholen.
Schlafentzug hat vor allem für das Gehirn zum Teil schwere Folgen. Ein weiteres Beispiel dafür, dass Schlaf eher notwendig als nur nützlich zu sein scheint, ist der Delfin. Das Tier schläft nur mit einer Hirnhälfte, während die andere aktiv bleibt und das Auftauchen zum lebensnotwendigen Luftholen koordiniert. Dass der Meeressäuger diesen unihemispheren Schlafs entwickelt hat anstatt gar nicht mehr zu schlafen, sehen die Wissenschaftler als Hinweis auf die Wichtigkeit des Schlafes. Die Hauptfunktion des Schlafes muss etwas sein, für das reines Ausruhen im Wachzustand nicht ausreicht und für das eine Abkapselung von der Außenwelt wichtig ist. Die Autoren schlagen vor, der Funktion des Schlafes auf Zellebene auf den Grund zu gehen.
