跳蛛会像人类一样睡觉,甚至进入“做梦”状态
德国波恩大学波恩有机体生物学研究所(BIOB)的Daniela Roessler与Nadja Geiger等发现,跳蛛不仅会真正入睡,还会进入类似快速眼动(REM)的睡眠状态、期间可能正在做梦,相关研究成果近日发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。
图片来自Geiger等人。 德国波恩有机体生物学研究所门外,夕阳西下。研究员Nadja Geiger在实验室忙碌一日,眼皮渐渐发沉。她望着面前10只拇指大小的跳蛛,跳蛛也回望着她。布置好通宵记录蜘蛛的相机,Geiger转身回家,准备睡觉。 Geiger所在的团队多年来一直研究蜘蛛的“夜生活”。研究人员早已知道,蜘蛛经常长时间静止休息。但如今,她的团队有了一个突破性发现:跳蛛其实会入睡,甚至会进入类似快速眼动(REM)的睡眠状态——而在这期间,它们或许正在做梦。“这一事实提醒我们,此类动物的感知世界远比即时感官刺激更复杂。”美国哥伦比亚大学祖克曼脑研究所的神经行为学家Alex Winsor说。 生态学家Daniela Roessler是这项研究的负责人。她第一次认为蜘蛛“正在睡觉”是在2020年。那时正值新冠疫情期间,她独自被困家中,想找点陪伴,于是捉了一些弓背跳蛛(Evarcha arcuata),放进透明的盒子里,在窗台上排成一排。一天傍晚,她发现每只蜘蛛都倒挂在一根蛛丝上,纹丝不动。“我以前从没见过这种景象。”Roessler说,“后来我们夜里去野外确认,果然,那里的跳蛛也这样挂在植被里。”Roessler当天所见,最终促成一篇发表于2022年的论文,其中表明跳蛛似乎会进入REM睡眠:在一段时间的静止之后,它们的视网膜会转动,左右快速扫视,这种动作在其他时段从未被观察到。 人类睡眠分周期。经历一段深度睡眠后身体进入REM状态,大脑重新活跃。这种周期在婴儿身上尤为明显。婴儿近一半的睡眠时间都处于REM期。研究人员认为,这一阶段对认知至关重要,尤其是对记忆和学习。 但Roessler的研究还缺关键一环:蜘蛛真的睡着了吗?过去几年,她和Geiger一直在试图回答这个问题。在这项新研究中,她们用配备强力镜头的红外相机在夜间观察蜘蛛,并做了一系列实验,检验缨孔蛛(Portia fimbriata)的行为是否符合睡眠的标准。 首先,这些动物遵循着可辨识的昼夜节律:团队发现,无论实验室里的灯光如何,它们的活动都会在日落之后减少,某些时段甚至完全静止。另一项实验中,研究人员给蜘蛛播放尖锐刺耳的声音,当蜘蛛看起来正在睡觉时,它们对这声响的反应最多会慢上3秒。Roessler和Geiger还会在夜里打扰这些动物。她们在每个蜘蛛的住所里放进20多只苍蝇。第二天,大概是昨晚被嗡嗡声吵得格外困倦,蜘蛛比以往多休息了大约一个小时。 科学家们还找到了类似REM行为的证据:这些动物的大眼睛整夜快速转动,多条腿还会不时抽搐。 大多数睡眠研究都在哺乳动物和鸟类身上做。Winsor说,这助长了蜘蛛和其他无脊椎动物的大脑没那么复杂的观念,仿佛它们是“小小的机器人”。但他指出,这些发现表明,它们的大脑足够精密,需要睡眠。 不过,还有一个问题尚未明确:当跳蛛吊在蛛丝上入睡、眼珠来回转动时,它们是否在做梦?会不会在想象它们在澳洲野外栖息地里的种种场景,或是在盒子里跑来跑去? 这个问题不好回答,就连“梦”的科学定义至今也仍然难以捉摸。但Roessler说:“那正是我们的梦想。”


