Slapen is voor sukkels
Feestende vliegjes wekken elkaar
‘Kijk deze vlieg!’ roept PhD-student Adithya Sarma enthousiast. Hij wijst naar een fruitvliegje dat over de bodem van een ronde ‘mini-arena’ zigzagt. In dezelfde bak, acht centimeter in doorsnee en 1,2 centimeter hoog, zijn nog negen vliegjes te zien, waarvan sommige rustig liggen te slapen.
Maar dan verandert het zigzagpatroon van de vlieg in een snelle spurt richting twee slapende soortgenoten. Een fractie van een seconde tikt hij hen aan, waardoor ook zij wakker worden en in beweging komen.
Het is een unieke video-opname; nooit eerder werden deze ‘tikkertje spelende’ fruitvliegjes waargenomen. Maar neurobioloog Sarma bouwde een systeem waarmee hij voor het eerst het gedrag van fruitvliegjes gedurende meerdere dagen in beeld bracht. Hij hoopt zo meer te weten te komen over de invloed van sociale interactie op slaap.
Want die twee zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden, bij fruitvliegjes én bij mensen. ‘Denk bijvoorbeeld aan de coronalockdowns’, legt Sarma uit. ‘Veel mensen voelden zich eenzaam en dit heeft impact gehad op hoe ze sliepen.’ Maar waarom dat zo is en hoe het precies werkt, is onduidelijk.
Sociaal gedrag
Sarma denkt dat fruitvliegjes daar meer inzicht in kunnen bieden. Een enorme hoeveelheid van de menselijke genen komt immers overeen met die van fruitvliegen. Maar bij fruitvliegjes kun je deze aan- en uitzetten om te ontdekken welke genen en celnetwerken verantwoordelijk zijn voor bepaald gedrag. ‘En dit is natuurlijk niet mogelijk bij mensen.’
Zodra je ze uit de groep haalt, is het alsof ze denken: ik ben zo moe!
Al tijdens zijn masterproject ontdekte hij dat fruitvliegjes erg sociaal zijn. Hij wilde toen weten of eenzame vrouwelijke vliegjes andere partners kiezen dan vrouwtjes die in een groep leven. Sarma zag dat geïsoleerde vrouwtjes ‘minder kieskeurig’ zijn: ze paren eerder met mannetjes die niet goed kunnen versieren.
‘Ze hadden dus eigenschappen waarbij ze zelf hun partner kunnen kiezen’, zegt hij. ‘Voor mij was toen wel duidelijk dat je sociaal gedrag heel goed kan bestuderen in fruitvliegjes.’
Veel slapen
En zo kwam ook zijn promotieonderzoek op gang, want Sarma wilde toen ook weten of de sociale interacties van de vliegjes invloed hebben op slaap: slapen fruitvliegjes die overdag alleen zijn anders dan fruitvliegjes die hun dag met soortgenoten doorbrengen?
Hij zette twintig fruitvliegjes in een groep en een aantal in isolatie. Na enkele dagen plaatste hij alle vliegjes weer individueel in buisjes om hun slaap te monitoren.
Al snel zag hij dat fruitvliegjes die in een groep hadden gezeten, aanzienlijk meer sliepen dan de eenzame vliegjes. ‘Zodra je ze uit de groep haalt, is het alsof ze denken: oh mijn god, ik ben zo moe!’
Zelfgebouwd systeem
Maar wat maakte de diertjes zo moe? Dat was niet duidelijk en er bestond geen systeem dat het gedrag van meer dan één fruitvlieg tegelijk kon meten. ‘Niemand kon waarnemen wat er gebeurt wanneer fruitvliegen gedurende meerdere dagen in een groep worden geplaatst’, zegt Sarma.
Het lijkt alsof de fruitvliegjes moeten uitrusten na een avondje feesten
En dus combineerde hij bestaande software met zijn eigen scripts en maakte ‘coole arena’s’ met een 3D-printer. Deze zijn rond en laag, zodat de vliegjes over de grond van de arena bewegen, en niet daadwerkelijk gaan vliegen. Boven de arena’s hingen camera’s die de fruitvliegjes filmden, waarna zijn systeem bijhield of ze actief waren of sliepen.
Als eerste bioloog ooit kon hij nu waarnemen dat groepsvliegjes minder sliepen dan geïsoleerde vliegjes. ‘Maar waarom?’ vroeg Sarma zich af. Zijn zelfgebouwde systeem toonde niet aan dat de fruitvliegjes ’s avonds met elkaar in contact waren. Dus wat hield ze dan in hemelsnaam wakker?
Ontwaakreactie
‘Misschien waren er wel interacties die mijn systeem niet oppikt als sociale interactie’, blikt Sarma terug. ‘In de biologie geldt een interactie als sociaal wanneer vliegjes minstens anderhalve seconde dichtbij elkaar zijn. Maar misschien waren er kortere interacties die de vliegjes wakker hielden.’
Ik heb op de uitkijk gestaan voor predatoren, nu is het jouw beurt
En dus besloot hij de video’s opnieuw te gaan bekijken. ‘En toen zagen we iets heel cools’, zegt hij. De fruitvliegjes tikten elkaar wakker tijdens hele korte, snelle ontmoetingen. ‘We vonden het ronduit grappig en dachten: wekken deze vliegen elkaar nou echt?’
De onderzoekers noemen het de ‘ontwaakreactie’ omdat ze nog geen betere naam bedacht hebben, zegt hij grinnikend. De interacties zijn amper een halve seconde, maar zorgen wel dat de fruitvliegen een stuk minder slapen.
‘En als ze dan weer geïsoleerd worden, zullen ze denken: oh shit, ik moet echt een hele dag slapen. Het lijkt alsof de fruitvliegjes, net als mensen, moeten uitrusten na een avondje feesten.’
Voor alles een functie
Over de functie van het wakker tikken kan Sarma enkel nog speculeren. ‘Misschien worden de fruitvliegen wakker gemaakt, omdat er wordt gezegd: hé, ik heb op de uitkijk gestaan voor predatoren, nu is het jouw beurt. Of misschien plagen ze elkaar gewoon. We weten het niet. Maar’, voegt hij eraan toe, ‘als bioloog leer je dat er voor alles een functie is.’
En wat dat is, probeert hij nu te ontdekken. Je denkt misschien dat minder slaap een nadeel is, maar misschien is dat wel helemaal niet zo, oppert hij. ‘Het is mogelijk dat ze gewoon voldoende slaap krijgen en dat meer niet per se beter is’