

在经过一天辛苦捕猎猎物或向潜在配偶展示之后,跳蛛通常会滑入它们舒适的丝绸吊床中过夜。这是大多数这些微小蛛形纲动物度过夜晚的方式,但行为和进化生态学家 Daniela Rößler 偶然发现了一个物种,它们有着 引人注目的夜间姿态:一只跳蛛从一根细丝上悬挂着不动,腿部收拢,身体微微卷曲。
“我从来没想过它们晚上会做除了待在丝绸巢穴里之外的任何事情,”在德国康斯坦茨大学研究跳蛛的 Rößler 在一封电子邮件中写道。“发现它们这样暴露地挂着,确实非常迷人。”
这种脆弱的姿势让 Rößler 难得地在它们不活跃的阶段清晰地看到了这些生物。本周,在《美国国家科学院院刊》杂志上,她的团队发布了对 *Evarcha arcuata* 物种的录像,这些录像表明跳蛛有一种类似 REM 睡眠的状态。

在它们倒挂的睡梦中,蜘蛛的身体偶尔会抽动或轻微摆动,四肢有时会弯曲或伸展,像是伸了个懒腰。研究合著者、前约翰·哈佛杰出科学研究员、研究跳蛛认知学的 Paul Shamble 说,这些零星的动作与你打盹的宠物狗或猫并没有太大区别。
“有些抽搐很小,有些很大,这和人类睡觉时的情况有点相似,”Shamble 说。他说,这些特殊的睡眠行为是快速眼动(REM)睡眠的标志,在人类中,REM 睡眠与大脑发育和情绪处理有关,并且最广为人知的是与做梦相关的睡眠阶段。
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跳蛛是高度视觉化的生物,有八只眼睛,甚至能分辨颜色。与大多数陆生节肢动物不同,它们的肌肉可以控制和移动视网膜。Shamble 解释说,研究小组孵化并记录了蜘蛛幼虫,这些幼虫刚孵化时外骨骼是透明的。“你可以看到它们移动眼睛。”
随后,研究人员使用红外相机进行夜间观察,Shamble 说,他们捕捉到了视频中“那个真正的神奇时刻”。Rößler 说,虽然之前曾有过 对蝎子睡眠状态的一些初步观察,但她的团队的发现为我们了解蛛形纲动物和节肢动物的认知提供了新的视角。
“我非常兴奋能够深入研究 REM 睡眠的基本假设,并在跳蛛身上进行检验,”Rößler 在她的电子邮件中写道。“剥夺它们的睡眠会发生什么?我们会看到对繁殖能力和认知能力的影响吗?”
佛罗里达大学的跳蛛专家 Lisa Taylor(未参与该研究)表示,她也对糟糕的睡眠如何影响蜘蛛白天形成记忆的能力感兴趣。“我不是想拟人化,但我们都知道,睡眠质量差会影响第二天你的认知能力,”她指出。“对这些蜘蛛来说,学习和记忆非常重要,因为它们是捕食者,而与有毒或危险猎物的糟糕经历是它们应该记住的事情。”
跳蛛能够处理令人难以置信的海量感官信息,尽管它们的大脑比罂粟籽还要小。“我一直在思考它们如何处理所有这些信息以及如何形成记忆,”Taylor 说。“所以,在这种情况下,它们晚上待在巢穴里,可能正在睡觉并处于 REM 状态,这个想法真的很有趣。”
Shamble 说,人们自然会想知道蜘蛛是否也会做梦。“如果它们在做梦,我不会感到惊讶,我怀疑它们在做梦,”他说。“我认为这是一件非常、非常酷且令人兴奋的事情,因为它不仅让你以不同的方式思考动物,还让你以不同的方式思考大脑中的梦境。”
尽管如此,Shamble 承认,该团队距离科学确定蜘蛛是否做梦——更不用说像人类那样睡觉——还有很长的路要走。“正如我们通常所认为的睡眠,或者更像是休息,主要是从神经生物学和分子层面确定的,”他说。“我们还没有对跳蛛进行任何这方面的研究。”
与此同时,研究人员还有其他观察性测试可以尝试,以帮助确定跳蛛是否在睡觉。例如,为了了解这些蛛形纲动物对干扰的反应速度,Shamble 和 Rößler 可以用闪光灯“叫醒”它们,并记录它们的反应。尽管如此,之前记录到的身体姿势和运动确实表明研究对象正处于某种睡眠状态。在过去的二十多年里,越来越多的研究致力于识别 人类和灵长类动物以外物种的睡眠或类睡眠状态。在 爬行动物 中,后者得到了很好的记录;2021 年,生物学家记录了 章鱼 进入可能的做梦阶段。
阿拉斯加太平洋大学的海洋生物学家 David Scheel(他 记录了 “昏昏欲睡的”头足类动物)在一封电子邮件中写道:“直接将 [人类 REM 睡眠的定义] 应用于各种非脊椎动物可能并不完全吻合。”“但是,在整个动物界,睡眠存在很大的相似之处,这似乎是关于睡眠如何进化以及它可能如何运作的一个有趣的线索。”
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虽然跳蛛可能与人类截然不同,但它们的行为实际上可以让我们深入了解我们是如何睡觉的,让生物学家得以一窥这种对生存看似至关重要的特征的起源。Rößler 说,研究从蜘蛛到头足类动物再到人类的非常遥远的物种,可以揭示进化的新模式和联系。
“研究人员往往会出去寻找拥有或不拥有 REM 睡眠的东西,而发现它存在于蜘蛛身上,暗示着这种睡眠阶段实际上可能非常普遍,并且也必须具有一些普遍的功能。”Rößler 说,通过扩大研究范围,“我们可能会在大量其他动物中发现与 REM 睡眠相似的东西。”