跳蛛也许能够睡觉——或许会做梦

跳蛛也许能够睡觉——或许会做梦

经过一整天的捕猎或向潜在配偶炫耀后,跳蛛通常会钻进舒适的丝绸吊床过夜。大多数小型蛛形纲动物都是这样度过夜晚的,但行为和进化生态学家 Daniela Rößler 偶然发现了一种夜间姿势惊人的跳蛛:一只跳蛛悬在一根细丝上休眠,腿蜷缩,身体微微卷曲。

“我从来没想过,它们晚上除了待在蛛丝巢穴里,还会做别的事,”在德国康斯坦茨大学研究跳蛛的罗斯勒在给PopSci的一封电子邮件中写道。“发现它们悬挂在如此暴露的地方,真是太神奇了。”

这种脆弱的姿势让罗斯勒有机会罕见地、毫无遮挡地观察这些生物的非活动阶段。本周她的团队在《美国国家科学院院刊》上发布了Evarcha arcuata物种的记录,表明跳蛛处于类似 REM 睡眠的状态。

在倒立睡眠中,蜘蛛的身体会不时扭动或摆动,四肢有时会卷曲或伸展。研究跳蛛认知的论文合著者、前约翰哈佛杰出科学研究员保罗·沙姆布尔 (Paul Shamble) 表示,这些不时的动作与打盹的宠物狗或宠物猫并无太大区别。

“有些抽搐非常小,有些则很大,这和人们睡觉时的情况差不多,”沙姆布尔说。他说,这些特殊的睡眠行为是快速眼动 (REM) 睡眠的标志,这种睡眠与人类的大脑发育和情绪处理有关,并且最为人熟知的是做梦的睡眠阶段。

[相关:跳蛛有神秘的夜间习惯]

跳蛛是一种视觉能力极强的生物,它们有八只眼睛,甚至可以分辨颜色。与大多数陆生节肢动物不同,它们有可以控制和移动视网膜的肌肉。沙姆布尔解释说,研究小组孵化并记录了小蜘蛛,它们孵化后就长出了透明的外骨骼。“你可以看到它们的眼睛在动。”

沙姆布尔说,研究人员随后使用红外摄像机记录夜间观察结果,用视频捕捉到“真正神奇的时刻”。罗斯勒说,虽然对蝎子睡眠状态进行了一些初步观察,但她团队的发现为了解蛛形纲和节肢动物的认知能力打开了一扇新的窗户。

“我很高兴能够了解到一些关于快速眼动睡眠的基本假设,并在跳蛛身上进行测试,”罗斯勒在电子邮件中写道。“当你剥夺它们的睡眠时会发生什么?我们会看到健康和认知能力的损失吗?”

佛罗里达大学跳蛛专家丽莎·泰勒 (Lisa Taylor) 并未参与这项研究,但她表示,她还对糟糕的睡眠如何影响蜘蛛在白天形成记忆的能力感兴趣。“并不是要拟人化,但我们都知道,糟糕的睡眠会影响第二天的认知能力,”她指出。“对于这些蜘蛛来说,学习和记忆非常重要,因为它们是捕食者,与有毒或危险猎物有过不愉快的经历是它们应该记住的事情。”

跳蛛能够捕捉和筛选出数量惊人的感官信息,而它们的大脑并不比罂粟籽大。“我经常思考它们如何处理所有这些信息,以及如何形成记忆,”泰勒说。“因此,在这种情况下,当它们晚上在巢穴里睡觉并处于 REM 状态时,这个想法真的很有趣。”

沙姆布尔说,人们自然会想知道蜘蛛是否也会做梦。“如果它们在做梦,我一点也不惊讶,而且我怀疑它们确实在做梦,”他说。“我认为这是一件非常、非常酷、非常令人兴奋的事情,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,沙姆布尔承认,该团队还远未从科学角度确定蜘蛛是否会做梦,更不用说像人类一样睡觉了。“我们通常认为的睡眠,或者更像休息的东西,主要是由神经生物学和分子水平决定的,”他说。“我们对跳蛛没有任何这样的发现。”

与此同时,研究人员还可以尝试其他观察测试,以帮助确定跳蛛是否在睡觉。例如,为了观察蜘蛛对干扰的反应速度,Shamble 和 Rößler 可以用闪光将它们从睡眠状态中“唤醒”,并记录它们的反应。不过,之前记录的身体姿势和动作确实表明研究对象处于某种睡眠状态。在过去的几十年里,更多的研究投入到识别人类和灵长类动物以外物种的睡眠或睡眠状态。第二种状态在爬行动物中得到了充分的记录;2021 年,生物学家记录了章鱼进入可能的梦境阶段的情况。

“将 [人类 REM 睡眠的定义] 直接应用于各种非脊椎动物可能不太合适,”阿拉斯加太平洋大学的海洋生物学家 David Scheel 在一封电子邮件中写道,他记录了这些“嗜睡”的头足类动物。“但不同动物的睡眠有很大的相似之处,这似乎是一个有趣的暗示,可以让我们了解睡眠是如何进化的,以及它是如何运作的。”

[相关:人们为什么需要睡眠?]

虽然跳蛛看起来与人类完全不同,但它们的行为实际上可以告诉我们很多有关睡眠的信息,让生物学家了解这种似乎对生存至关重要的特征的起源。罗斯勒说,研究从蜘蛛到头足类动物再到人类的遥远物种可以揭示进化过程中的新模式和联系。

“虽然研究人员倾向于寻找具有或不具有 REM 睡眠的生物,但在蜘蛛身上发现 REM 睡眠暗示了这种睡眠阶段实际上非常普遍的可能性,并且一定也具有一些普遍的功能。” Rößler 表示,通过扩大范围,“我们可能也会在大量其他动物身上发现类似于 REM 睡眠的现象。”

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