Nützliches Nickerchen : Der Sinn des Schlafs

Nach außen erscheinen Mensch und Tier in völliger Ruhe. Tatsächlich nutzt der Körper diese Phase, um sich zu regenerieren. Vor allem das Gehirn ist besonders rege.

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Sicher schlummern. Faultiere schlafen bis zu 20 Stunden am Tag. In Ästen hängend sind sie gut vor Räubern geschützt.
Sicher schlummern. Faultiere schlafen bis zu 20 Stunden am Tag. In Ästen hängend sind sie gut vor Räubern geschützt.Foto: picture alliance / dpa

Sogar Fruchtfliegen tun es von Zeit zu Zeit. Sie schlafen. Nach den Erkenntnissen des Neurobiologen Paul Shaw vom Neuroscience Institute in San Diego haben sie mit dem Menschen sogar gemeinsam, dass sie versuchen, versäumten Schlaf nachzuholen. Und wenn sie sich geistig stark angestrengt haben, brauchen sie mehr Schlaf als sonst.

Warum Lebewesen überhaupt schlafen und warum manche es fast ständig tun, andere hingegen fast nie, ist noch immer ein großes Rätsel. Nur langsam gelingt es Forschern, den Schlaf zu ergründen.

Zweizehenfaultiere zum Beispiel gönnen sich den Luxus, jeden Tag ungefähr 20 Stunden schlafend zu verbringen. Raubtiere wie Löwen oder Tiger schlafen immerhin mehr als 12 Stunden. Pflanzenfresser, die ständig auf der Hut vor Raubtieren sein müssen, können sich nur wenige Stunden Schlaf leisten.

Diese extremen Abweichungen bei der durchschnittlichen Schlafdauer sind offenbar in erster Linie auf unterschiedliche Lebensbedingungen zurückzuführen. Raubtiere sind eher Langschläfer, weil es sie verhältnismäßig wenig Zeit kostet, sich ihre kalorienreiche fleischliche Nahrung zu beschaffen. Außerdem ist für sie das Risiko relativ gering, dass sie zur Schlafenszeit anderen Raubtieren, die auf der Suche nach einem saftigen Happen sind, zum Opfer fallen. Hingegen fehlt etlichen Pflanzenfressern die Zeit für ausgedehnte Schlafphasen, weil sie den Großteil des Tages damit beschäftigt sind, sich mit gigantischen Mengen von kalorienarmen Gräsern oder Blättern vollzustopfen. Allein deswegen bleiben Elefanten Tag für Tag 20 Stunden wach.

Hinzu kommt, dass die meisten Pflanzenfresser Räuber zu fürchten haben und sich deswegen mit einem kurzen, leichten und häufig unterbrochenen Schlaf begnügen müssen. Dass Pflanzenfresser wie die Faultiere sich derart lange Ruhephasen gönnen, hängt damit zusammen, dass sie über einen sicheren Rückzugsort verfügen, wo sie gefahrlos schlafen können. Mit der Dauer und Intensität seines Schlafs liegt der Mensch genau in der Mitte zwischen den Raubtieren und den von ihnen gejagten Pflanzenfressern.

Eine Fülle von Indizien spricht dafür, dass dem Schlaf eine biologische Schlüsselfunktion zukommt. Doch bis heute ist das Rätsel nicht gelöst, welche Aufgabe genau ihm die Evolution zugedacht hat.

Die „ökologische Theorie“ besagt: Der Schlaf soll Tiere veranlassen, zu den Tageszeiten untätig zu bleiben, wenn sie die schlechtesten Aussichten haben, Nahrung zu finden, und wenn das Risiko, auf Feinde zu treffen, am größten ist. Gegen diese waghalsige Erklärung spricht allein der Umstand, dass eine beträchtliche Zahl von Tieren ihren Wach-Schlaf-Zyklus beibehält, obwohl sich ihre Lebensbedingungen von Jahreszeit zu Jahreszeit stark verändern.

Nicht weniger waghalsig ist die Behauptung, dass der Schlaf die Aufgabe hätte, das ökologische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Demnach hätte die Evolution den Raubtieren einen langen Schlaf verordnet, damit Beutetiere vor Überjagung bewahrt werden. Die tatsächlichen Schlafgewohnheiten etlicher Tierarten stehen in klarem Widerspruch zu dieser Annahme.

Des Weiteren gibt es die Hypothese, dass der Schlaf ein Mechanismus sei, um den Energieverbrauch zu senken. Sie hat einiges für sich, wenn man etwa die Schlafmenge von Warmblütern in kalten Klimazonen anschaut. Menschen profitieren allerdings kaum von diesem Effekt. „Der Mensch spart in acht Stunden Schlaf gerade mal die Energie eines Toastbrotes“, sagt der Schlafmediziner Jürgen Zulley von der Universität Regensburg.

Die „Sparhypothese“ tut sich allerdings schwer damit zu erklären, warum auch die wechselwarmen Reptilien und Amphibien und sogar Wirbellose wie Krebse, Bienen oder Fruchtfliegen auf die eine oder andere Weise schlafen. Ansonsten gilt: Nicht durch herkömmlichen Schlaf reduzieren Tiere in beträchtlichem Maße ihren Energieverbrauch, sondern durch den Winterschlaf oder die Winterstarre.

Dass der Schlaf es dem Körper ermöglichen soll, sich zu regenerieren, ist eine schlüssige Hypothese, die sich auf zahlreiche Belege berufen kann. Offenkundig beschleunigt sich während des Schlafs das Wachstum der Zellen, verschiedene Reparaturmechanismen sind am Werk, Stoffwechselprodukte, die sich tagsüber angesammelt haben, werden abgebaut, und das Immunsystem nutzt die Nachtstunden dazu, seine Abwehrkräfte zu verstärken. Doch bis heute ist nicht klar belegt, dass Menschen, die ständig schwere körperliche Arbeit leisten, besonders viel Schlaf benötigen.

Schlaf hat aber noch weiteren Nutzen, was sich beispielsweise an jungen Zebrafinken zeigen lässt. Sie lernen das Singen, indem sie wochenlang einem älteren Vorbild zuhören und sich die Gesangsmuster einprägen. Erst danach versuchen sie sich selbst als Sänger, wobei sie an ihren Gesängen so lange feilen, bis sie mit den Vorlagen nahezu vollkommen übereinstimmen. Wie Sylvan Shank und David Margoliash von der Universität Chicago herausgefunden haben, machen die Zebrafinken beim Singenlernen die größten Fortschritte, wenn sie schlummern. Die gleichen Gruppen von Neuronen, die aktiv sind, wenn die Vögel tagsüber ihre Gesangsübungen absolvieren, arbeiten nämlich auch nachts auf Hochtouren. „Wir glauben, dass die Tiere vom Singen träumen. Sie können anscheinend speichern, welche Nervenzellen tagsüber beim Singen aktiv sind, und proben dann nachts“, erläutert Margoliash.

Es scheint, dass auch Menschen die entscheidenden Dinge im Schlaf lernen. Nach den Erkenntnissen des Lübecker Schlafmediziners Jan Born ist das Gehirn immer dann, wenn das Bewusstsein ausgeschaltet ist, damit beschäftigt, Informationen vom Kurzzeitgedächtnis ins Langzeitgedächtnis zu überführen. Außerdem treibt es die Aneignung von Fertigkeiten voran, indem es die ihnen zugrundeliegenden Handlungsprogramme immer wieder abspulen lässt. Einige Befunde deuten zudem darauf hin, dass im Gehirn während der Schlafphasen aufgeräumt und es von nutzlosen synaptischen Verbindungen befreit wird. Um Kapazitäten für neue Fähigkeiten zu schaffen.

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