波恩大学的科学家们发现，蜘蛛经历明显的睡眠阶段，包括一种与人类睡眠相似的快速眼动状况。在这个阶段，蜘蛛会移动它们的眼睛并抽动肌肉，这种行为也与人类和其他脊椎动物的快速眼动（REM）睡眠有关。这项研究首次提供了实验性的全面证据，表明蜘蛛经历真正的、有调控的睡眠，而不仅仅是保持不活动。它们还引发了关于睡眠如何进化以及神经系统差异巨大的动物是否可能共享其一些基本特征的有趣问题。波恩大学有机生物学研究所的研究人员在研究澳大利亚跳蛛Portia fimbriata时做出了这一发现，这是一种体型小但极其复杂的捕食者。 一种具有卓越捕猎技能的小蜘蛛 澳大利亚跳蛛Portia fimbriata完全长大时大约只和一枚一欧元硬币差不多大，但其捕猎能力使其成为科学家特别感兴趣的对象。与许多主要捕捉昆虫的蜘蛛不同，Portia属的成员专门捕猎其他蜘蛛。它们使用多种复杂的策略来捕获猎物，包括模仿被困在蜘蛛网中的挣扎昆虫发出的振动。这些欺骗性的信号能够吸引织网的蜘蛛靠近看似容易的猎物，结果却遇到正在猎捕的Portia。这种复杂行为表明这些蜘蛛具有异常的学习能力，使其成为研究睡眠、神经系统功能和认知之间关系的珍贵对象。 科学家发现蜘蛛睡眠的两个明显阶段 尽管人类和其他脊椎动物的睡眠已经得到了广泛研究，但科学家们对神经系统差异巨大的动物如何进行睡眠的了解仍相对有限。为了调查蜘蛛是否经历真正的睡眠以及这种睡眠是否包括不同阶段，研究人员在数天数夜内密切监测Portia fimbriata。它们发现蜘蛛表现出两个明显可区分的睡眠阶段。其中一个阶段类似于REM睡眠，人类在此阶段会出现快速的眼动、肌肉活动和生动的梦。 在这一类似REM的阶段，蜘蛛表现出特征性的眼动和肌肉抽动。这些观察结果表明，先前主要在脊椎动物中研究的某些睡眠特征也可能出现在蜘蛛中。研究人员强调，识别类似REM的运动并不能确认蜘蛛是否做梦。然而，这一发现为这些动物的睡眠比以前理解的更加复杂提供了重要证据。 研究人员如何确认蜘蛛确实在睡觉 为了研究蜘蛛的睡眠行为，研究小组将个体Portia fimbriata蜘蛛放置在直径12厘米的塑料碟中。它们在不同光照条件下监测这些动物，以观察其日常活动和休息周期。红外摄像机使研究人员能够在夜间观察蜘蛛，而无需依赖可见光。详细的记录捕捉了它们的睡姿、安静休息的时间以及类似REM的运动段落。研究小组还进行了实验，以确定蜘蛛是否真正在睡觉，而不仅仅是静静地坐着。通过声音刺激，研究人员测量蜘蛛对干扰的反应速度。这些测试帮助区分了睡眠与普通的不活动。调查的另一重要部分涉及睡眠剥夺。研究人员检验蜘蛛是否表现出“睡眠反弹”，即通过增加后续的睡眠来补偿被打断的睡眠。行为观察和实验测试的结合提供了强有力的证据，证明Portia fimbriata经历了具有明显阶段的调控睡眠。 研究蜘蛛睡眠带来了不寻常的挑战 确定一只蜘蛛是否真的在睡觉，比观察一个正在睡觉的人要复杂得多。由于蜘蛛感知周围环境的方式与人类不同，研究人员首先必须确定在实验中会产生一致反应的声音刺激。他们还需要避免假设观察到的眼动和肌肉抽动一定代表人类REM睡眠期间观察到的相同过程。一个主要的局限性是，研究人员无法测量蜘蛛的脑活动。他们只能完全依赖仔细记录的行为来识别不同的睡眠状态。这需要进行广泛的高分辨率视频录制，覆盖多个日夜，产生了大量的数据供分析。