Австралийский паук-скакунчик Portia fimbriata спит в два этапа. Сначала он лежит тихо и неподвижно, потом этот покой прерывают эпизоды, когда он подёргивает лапками и двигает глазами. Это похоже на REM-сон (фазу быстрого сна) у млекопитающих. К такому выводу пришла группа из Института организменной биологии Боннского университета. Исследование касается одного вида, опирается только на данные о поведении и не отвечает на вопрос, видят ли пауки сны.
Работа Нади Гайгер и Даниэлы Рёслер вышла в «Proceedings of the National Academy of Sciences» под названием «Behavioral evidence for two-stage sleep in spiders». Взрослый Portia fimbriata размером с монету в один евро, он охотится на других пауков. Учёные вернулись к своему наблюдению 2022 года. Тогда у другого паука-скакунчика, Evarcha arcuata, записали поведение, похожее на REM-сон, но не доказали, что животные спят.
Поза, ритм и порог пробуждения
У беспозвоночных нельзя снять электроэнцефалограмму, поэтому сон определяют по поведению. Исследователи проверили несколько признаков: особую позу, покой, более высокий порог пробуждения, суточный ритм и восполнение недостающего сна.
Поза у паука необычная. Перед сном он ищет место, часто шёлковое убежище, и повисает вниз головой под небольшой шёлковой площадкой. Брюшко у него свисает, а педипальпы прижаты. Большинство пауков засыпают в течение получаса после того, как гаснет свет. В среднем паук спит около 10,7 часа за ночь, считая короткие пробуждения.
Суточный ритм заметен по 60-часовому наблюдению при разном освещении. Пауки активны в основном днём. При постоянных слабых сумерках порядок отдыха и активности сохраняется. По мнению авторов, это говорит о внутренних часах. При постоянном ярком свете ритм слабеет, но не исчезает.
Порог пробуждения измеряли звуком, который нарастал 10 секунд. В тесте участвовали 30 взрослых пауков, каждого проверили один раз. Бодрствующие реагировали примерно за 1,7 секунды, неподвижные — примерно за 2,7, а те, что были в фазе, похожей на REM-сон, — примерно за 4,3. Из десяти пауков в такой фазе шестеро отреагировали в течение 10 секунд. Остальные четверо не пошевелились, но когда бодрствовали, отвечали на звук сразу. Значит, дело не в слухе.
Две фазы и восполнение сна
Первая фаза — тихий покой. Вторая — короткие эпизоды, которые его прерывают: лапки подёргиваются, ротовые части дрожат, а ретинальные трубки, через которые паук смотрит, двигаются, будто следят за чем-то. У десяти пауков, за которыми наблюдали ночью, было в среднем около 11 эпизодов за ночь, и каждый длился около 80 секунд. Первый эпизод наступал примерно через четыре часа после засыпания. У разных животных он случался от чуть более часа до примерно десяти часов.
О значении фазы, похожей на REM-сон, говорит восполнение сна. За одну ночь в клетки 17 пауков запустили по 25 живых плодовых мушек. Они толкали пауков, но не вызывали полноценной охоты. Пригодные записи получили от 13 из них. Следующей ночью общее время сна выросло примерно на 8,5%, а время фазы, похожей на REM-сон, — в среднем с 9,4 до 16,9 минуты, то есть примерно на 80%. Росло число эпизодов, а не их длина. Пять пауков из контрольной группы три ночи подряд не меняли режим сна. Авторы называют это «REM-рибаундом» и считают его первым таким доказательством у беспозвоночных.
Зачем нужна эта фаза, не проверяли. Исследователи допускают, что паук может обрабатывать зрительную информацию или «повторять» дневную охоту, как предполагают у позвоночных. Но это остаётся гипотезой.
Только данные о поведении и один вид
Активность мозга не записывали, поэтому сходство с человеческим REM-сном есть только в поведении. Поэтому авторы говорят о «REM-подобном» состоянии. Аналога глубокого сна без быстрых движений глаз они не нашли. Они предупреждают, что «обнаружение REM-подобных движений не доказывает, видят ли пауки сны».
Есть и другие ограничения. Выборки небольшие, все пауки выращены в лаборатории и относятся к одному виду, причём необычно зрячему. Результаты могут не подойти для пауков, которые плетут паутину или охотятся на ощупь. Разница во времени реакции между тихой фазой и фазой, похожей на REM-сон, после поправки перестала быть статистически значимой. Часть тихих периодов могла быть лёгким бодрствованием. А «нарушение сна» — это не полное лишение сна.
Учёные планируют сравнить сон у других видов пауков, сопоставить сон на воле и в лаборатории, изучить его связь с умственными способностями и записать активность мозга у паукообразных и насекомых. Они также хотят выяснить, как на сон влияют климат и искусственное освещение по ночам.