alt=A sleeping girl|miniaturadeimagen|300x300px| Un león macho y hembra durmiendo en una llanura El sueño en los animales se refiere a un estado fisiológico y de comportamiento caracterizado por una conciencia alterada, una capacidad de respuesta reducida a los estímulos externos y una regulación homeostática observada en diversos animales. Se ha observado el sueño en mamíferos, aves, reptiles, anfibios y algunos peces y, de alguna forma, en insectos e incluso en animales más simples como los nematodos. El ritmo circadiano promueve el sueño nocturno para los organismos diurnos (como los humanos) y durante el día para los organismos nocturnos (como las ratas). Los patrones de sueño varían ampliamente entre especies. Parece ser un requisito para todos los mamíferos y la mayoría de los demás animales.
Definición miniaturadeimagen| Un zorro ártico dormido El sueño puede seguir una definición fisiológica o conductual. En el sentido fisiológico, el sueño es un estado caracterizado por inconsciencia reversible, patrones especiales de ondas cerebrales, movimientos oculares esporádicos, pérdida del tono muscular (posiblemente con algunas excepciones; véase más adelante sobre el sueño de las aves y de los mamíferos acuáticos) y un aumento compensatorio después de la privación del estado, esto último conocido como homeostasis del sueño (es decir, cuanto más dura un estado de vigilia, mayor será la intensidad y duración del estado de sueño posterior). En el sentido conductual, el sueño se caracteriza por un movimiento mínimo, una falta de respuesta a los estímulos externos (es decir, un umbral sensorial aumentado Tortora, G., J., y Derrickson, B. (2013). Principios de Anatomía y Fisiología. México: Panamericana.), la adopción de una postura típica y la ocupación de un lugar protegido, ttodo lo cual suele repetirse cada 24 horas. La definición fisiológica se aplica bien a aves y mamíferos, pero en otros animales cuyos cerebros no son tan complejos, la definición conductual se utiliza con más frecuencia. En animales muy simples, las definiciones conductuales del sueño son las únicas posibles, e incluso entonces el repertorio conductual del animal puede no ser lo suficientemente extenso como para permitir la distinción entre sueño y vigilia. El sueño es rápidamente reversible, a diferencia de la hibernación o el coma, y la falta de sueño va seguida de un sueño de rebote más prolongado o más profundo.
Necesidad Si el sueño no fuera esencial, uno esperaría encontrar
Especies animales que no duermen nada Animales que no necesitan un sueño de recuperación después de permanecer despiertos más tiempo del habitual Animales que no sufren consecuencias graves por la falta de sueño
De ahí que el sueño sea esencial para todos los animales complejos. Dormir ayuda al cuerpo y a la mente a sentirse descansados. Los hallazgos muestran que si las ratas no duermen, mueren en unas pocas semanas. A pesar de tener suficiente comida, su apetito tiende a disminuir, lo que provoca pérdida de peso y, finalmente, la muerte.
Aparte de unos pocos animales basales que no tienen cerebro o tienen uno muy simple, hasta la fecha no se ha encontrado ningún animal que satisfaga alguno de estos criterios. Si bien algunas variedades de tiburones, como los tiburones blancos y los tiburones martillo, deben permanecer en movimiento en todo momento para mover agua oxigenada sobre sus branquias, es posible que duerman en un hemisferio cerebral a la vez, como lo hacen los mamíferos marinos. Sin embargo, queda por demostrar definitivamente si algún pez es capaz de dormir en un hemisferio.
Invertebrados izquierda|miniaturadeimagen| Caenorhabditis elegans se encuentra entre los organismos más primitivos en los que se han observado estados similares al sueño. El sueño como fenómeno parece tener raíces evolutivas muy antiguas. Los organismos unicelulares no necesariamente "duermen", aunque muchos de ellos tienen ritmos circadianos pronunciados. El pólipo de agua dulce Hydra vulgaris y la medusa Cassiopea se encuentran entre los organismos más primitivos en los que se han observado estados similares al sueño. La observación de los estados de sueño en las medusas proporciona evidencia de que los estados de sueño no requieren que un animal tenga cerebro o sistema nervioso central. El nematodo Caenorhabditis elegans es otro organismo primitivo que parece necesitar dormir. Aquí, se produce una fase de letargo en períodos cortos que preceden a cada muda, un hecho que puede indicar que el sueño está primitivamente conectado con procesos de desarrollo. Los resultados de Raizen y otros sugieren además que el sueño es necesario para que se produzcan cambios en el sistema neuronal. miniaturadeimagen|250x250px| Una abeja cuco del género Nomada, durmiendo. Nótese la posición característica anclada por las mandíbulas. miniaturadeimagen| Las abejas nativas americanas, en este caso la tribu Eucerini, frecuentemente se acuestan entre las flores. Las abejas tienen algunos de los estados de sueño más complejos entre los insectos. Década tras década se han obtenido resultados de que los insectos duermen, y que esto se parece al sueño de los mamíferos y las aves. Sin embargo, los científicos del sueño continuaron sin aceptar estos resultados y hubo un amplio acuerdo en que los insectos no experimentaban sueño. Fueron necesarios los estudios de expresión génica de Hendricks et al. 2000 y Shaw et al. 2000, que mostraron la homología de secuencia entre los mamíferos y la mosca de la fruta Drosophila melanogaster para que finalmente sea aceptada. El estudio electrofisiológico del sueño en pequeños invertebrados es complicado. Los insectos siguen ritmos circadianos de actividad y pasividad, pero algunos no parecen tener una necesidad homeostática de sueño. Los insectos no parecen tener sueño REM. Sin embargo, las moscas de la fruta parecen dormir y la alteración sistemática de ese estado conduce a discapacidades cognitivas. Existen varios métodos para medir las funciones cognitivas en las moscas de la fruta. Un método común es dejar que las moscas elijan si quieren volar a través de un túnel que conduce a una fuente de luz o a través de un túnel oscuro. Normalmente las moscas se sienten atraídas por la luz. Pero si se coloca azúcar al final del túnel oscuro y algo que no les gusta a las moscas se coloca al final del túnel luminoso, las moscas en algún momento aprenderán a volar hacia la oscuridad en lugar de hacia la luz. Las moscas privadas de sueño necesitan más tiempo para aprender esto y también lo olvidan más rápidamente. Si experimentalmente se mantiene despierto a un artrópodo más tiempo del que está acostumbrado, entonces su próximo período de descanso se prolongará. En las cucarachas, ese período de descanso se caracteriza por tener las antenas abatidas hacia abajo y por una disminución de la sensibilidad a los estímulos externos. También se ha descrito el sueño en los cangrejos de río, caracterizado por pasividad y umbrales aumentados para los estímulos sensoriales, así como cambios en el patrón EEG, que difieren notablemente de los patrones encontrados en los cangrejos de río cuando están despiertos. Se ha demostrado que las abejas utilizan el sueño para almacenar recuerdos a largo plazo. También se han descrito estados similares al sueño en arañas saltadoras, así como picos regulares de movimientos retinianos que sugieren un estado similar al sueño REM. También las sepias y los pulpos dormidos muestran signos de tener conductas de sueño REM.
Peces thumbtime=2:30|miniaturadeimagen|200x200px| Fases alternas de sueño y actividad en un pez cebra adulto El sueño de los peces es objeto de investigaciones científicas en curso. Reebs, S. (1992) Sleep, inactivity and circadian rhythms in fish. pp. 127–135 in: Ali, M.A. (ed.), Rhythms in Fish, New York: Plenum Press. Normalmente, los peces presentan períodos de inactividad, pero no muestran reacciones significativas ante la privación de esta condición. Se sospecha que algunas especies que siempre viven en cardúmenes o que nadan continuamente (debido a la necesidad de ventilación de las branquias, por ejemplo) nunca duermen. También existen dudas sobre ciertas especies ciegas que viven en cuevas. Otros peces, sin embargo, parecen dormir. Por ejemplo, el pez cebra, ; third party discussion of Yokogawa: tilapia, tenca, cabeza de toro, y el tiburón globo se quedan inmóviles y no responden durante la noche (o durante el día, en el caso del tiburón globo). El pez perro español y el thalassoma bifasciatum pueden incluso levantarse con la mano hasta la superficie sin provocar una respuesta. Tauber, E.S., 1974, The phylogeny of sleep, pp. 133–172 in: Advances in sleep research, vol. 1 (E.D. Weitzman, ed.), Spectrum Publications, New York. Los estudios demuestran que algunos peces (por ejemplo, las rayas y los tiburones) tienen un sueño unihemisférico, lo que significa que la mitad de su cerebro duerme, mientras la otra mitad permanece activa, y nadan mientras duermen. Un estudio de observación realizado en 1961 sobre aproximadamente 200 especies en acuarios públicos europeos informó de muchos casos de sueño aparente. Por otro lado, los patrones de sueño se alteran fácilmente e incluso pueden desaparecer durante los períodos de migración, desove y cuidado parental.
Vertebrados terrestres Los mamíferos, aves y reptiles evolucionaron a partir de ancestros amnióticos, los primeros vertebrados con ciclos de vida independientes del agua. El hecho de que las aves y los mamíferos sean los únicos animales conocidos que exhiben sueño REM y NREM indica un rasgo común antes de la divergencia. Sin embargo, evidencia reciente de sueño REM en peces sugiere que esta divergencia puede haber ocurrido mucho antes de lo que se pensaba anteriormente. Hasta ese momento, se consideraba que los reptiles eran el grupo más lógico para investigar los orígenes del sueño. La actividad diurna en los reptiles alterna entre tomar el sol y episodios cortos de comportamiento activo, que tiene importantes similitudes neurológicas y fisiológicas con los estados de sueño en los mamíferos. Se propone que el sueño REM evolucionó a partir de breves episodios de actividad motora en los reptiles, mientras que el sueño de ondas lentas (SWS) evolucionó a partir de su estado de reposo, que muestra patrones EEG de ondas lentas similares.
izquierda|miniaturadeimagen|200x200px| Camaleón de Fischer enano africano dormido
Reptiles y anfibios Los reptiles tienen períodos de reposo similares al sueño de los mamíferos, y se ha registrado una disminución de la actividad eléctrica en el cerebro cuando los animales duermen. Sin embargo, el patrón EEG en el sueño de los reptiles difiere del que se observa en los mamíferos y otros animales. En los reptiles, el tiempo de sueño aumenta después de la privación de sueño, y se necesitan estímulos más fuertes para despertar a los animales cuando se les ha privado de sueño en comparación con cuando dormían normalmente. Esto sugiere que el sueño que sigue a la privación es compensatoriamente más profundo.
miniaturadeimagen|200x200px| Un dragón de Komodo durmiendo En 2016, un estudio informó la existencia de etapas de sueño similares a REM y NREM en el dragón barbudo Pogona vitticeps. Los anfibios tienen períodos de inactividad pero muestran una alta vigilancia (receptividad a estímulos potencialmente amenazantes) en este estado.
Al igual que algunas aves y mamíferos acuáticos, los cocodrilos también son capaces de dormir de forma hemisférica Scientists find that crocodiles do, indeed, sleep with one eye open
Aves miniaturadeimagen|225x225px| Un flamenco con al menos un hemisferio cerebral despierto.