Eine Baby-Springspinne, die im Schlaf ihre Beine einrollt. (Daniela C. Rössler) Eine neue Entdeckung über Springspinnen könnte einige ziemlich starke menschliche Annahmen über die kognitiven Fähigkeiten von Arthropoden in Frage stellen.
Laut einer Studie, die die Bewegungen ihrer Augen und Körper während des Schlafs untersuchte, ist es möglich, dass diese winzigen Spinnen nicht nur ruhen, sondern träumen – und in einen Schlafzustand übergehen, der dem bei Menschen beobachteten Rapid Eye Movement (REM)-Schlaf faszinierend ähnelt andere Wirbeltiere.
Dies könnte unser Verständnis von Schlaf und Schlafzuständen sowie der Rolle, die der REM-Schlaf bei der Wahrnehmung von Tieren spielt, bei denen er auftritt, erweitern.
Bisher konzentrierten sich die meisten Schlafstudien auf Wirbeltiere. Erst vor kurzem wurden Hinweise auf REM-Schlaf bei Wirbellosen beobachtet – nämlich bei Kopffüßern wie z Tintenfisch Und Kraken .
Dies hat einige wirklich interessante Fragen aufgeworfen: Träumen diese Kreaturen? Welche anderen Tiere erleben den REM-Schlaf?
Vielleicht könnte uns die Beantwortung dieser Fragen zu Antworten auf noch verwirrendere Rätsel führen, etwa zu der Frage, warum sich der REM-Schlaf entwickelt hat. Welchen Zweck erfüllt es, wenn überhaupt?
Kürzlich hat ein Forscherteam unter der Leitung der Verhaltens- und Evolutionsökologin Daniela Roessler von der Harvard University herausgefunden, dass eine Art Springspinne genannt wird Gewölbte Evarcha schien zu schlafen .
In der Abenddämmerung hingen die winzigen Spinnen an einem einzelnen Faden und blieben in dieser Position die ganze Nacht über bewegungslos.
Oder besser gesagt, nicht ganz bewegungslos. Die von Roessler und ihren Kollegen beobachteten erwachsenen Spinnen zeigten Phasen erhöhter Aktivität: Ihre kleinen Beine, Spinnwarzen und Hinterleibe zuckten oder ihre Beine rollten sich in einer scheinbar defensiven Haltung zusammen.
Das Team beobachtete, dass die Bewegungen den REM-Schlafzuckungen von Katzen und Hunden ähnelten. Aber zumindest bei erwachsenen Spinnen war es schwierig, genau zu bestimmen, was die Spinnen taten.
Für Jungtiere dieser Art gelten jedoch nicht dieselben Einschränkungen. Ihre noch wachsenden und reifenden Körper sind unpigmentiert und daher transparent. Dies bedeutet, dass es möglich ist, zu sehen und aufzuzeichnen, was in diesem Zeitraum der nächtlichen Inaktivität in ihrem Körper vorgeht.
Insbesondere die Netzhautschläuche der Spinnen. Die großen, schwarzen, klaren Augen der Springspinnen sitzen fest in ihren kleinen Köpfen und bewegen sich nicht. Ihre Netzhautschläuche können sich jedoch verschieben, um das Sehvermögen der Spinnen anzupassen, während sie ihrer wichtigen Spinnenaufgabe nachgehen.
Ein diagnostischer Indikator für den REM-Schlaf sind schnelle Augenbewegungen. Direkte Beobachtung der Netzhautschläuche von E. gewölbt Spinnentiere könnten daher Aufschluss darüber geben, ob das, was mit diesen Spinnen passiert, tatsächlich dem REM-Schlaf ähnelt.
Netzhautbewegung und Beinzucken und -kräuseln bei einer Spinne. (Roessler et al., PNAS, 2022)
Die Forscher filmten 34 E. gewölbt Spinnentiere in Vier-Stunden-Abschnitten, während sie ihren nächtlichen Angelegenheiten nachgingen. Sie trainierten außerdem ein neuronales Netzwerk, um Netzhautbewegungen bei den Spinnen erkennen zu können. Anschließend studierten sie die resultierenden Videos sorgfältig.
Ihre Videos erfassten nicht nur die Netzhautbewegung der schlafenden Spinnen, diese Netzhautbewegung passte auch gut zu den Zucken und Kräuselungen der Spinnwarzen und Beine.
Tatsächlich war jeder beobachtete Fall von Beinkrümmung mit einer Bewegung der Netzhaut verbunden (obwohl Beinkrümmung nicht bei jeder Bewegung der Netzhaut beobachtet wurde).
Manchmal streckten sich die Spinnen oder säuberten sich. Die Forscher stellten fest, dass diese Fälle nicht lange nach REM-ähnlichen Zuständen auftraten, aber nicht mit der Netzhautbewegung selbst verbunden waren. Dies deutet nach Ansicht der Forscher auf kurze Wachphasen hin.
Ein Spinnentier, das sich streckt. (Roessler et al., PNAS, 2022)
Wie bei anderen Tieren wurden auch Anfälle von Netzhautbewegungen beobachtet, die in Abständen auftraten, in denen die Spinnen still waren, und für eine Dauer, die mit dem REM-Schlaf anderer Organismen vergleichbar war. Dies erfüllt laut den Forschern alle Kriterien.
„Dieser Bericht liefert direkte Beweise für einen REM-Schlaf-ähnlichen Zustand bei einem wirbellosen Landwirbeltier – einem Arthropoden – mit deutlichen Parallelen zum REM-Schlaf bei Landwirbeltieren.“ sie schrieben in ihrer Zeitung .
„Die Kombination aus periodischen Gliedmaßenzuckungen und Augenbewegungen während dieses schlafähnlichen Zustands sowie die Verlängerung der Dauer REM-schlafähnlicher Phasen erfüllt die zentralen Verhaltenskriterien des REM-Schlafs, die bei Wirbeltieren, einschließlich Menschen, beobachtet werden.“
Das Interessante an dieser Studie ist, dass Springspinnen kleine Arthropoden mit hohem Sehvermögen und spektakulär gutem Sehvermögen sind.
Auf der Vorderseite ihres Gesichts sind aufgrund ihrer Größe zwei große Augen angebracht, und sie haben sechs kleinere Augen, die um ihren Kopf herum angeordnet sind, um ein großes Sichtfeld zu ermöglichen. Untersuchungen deuten sogar darauf hin, dass ihr Sehvermögen dies sein könnte tetrachromatisch .
Beim Menschen wird vermutet, dass Augenbewegungsmuster während des REM-Schlafs in direktem Zusammenhang mit der visuellen „filmähnlichen“ Erfahrung des Träumens stehen.
Der Schlaf einer Spinne könnte also auch visuelle Träume beinhalten oder eine Funktion haben, die etwas mit dem Sehen zu tun hat. Andere Spinnen, die weniger auf das Sehvermögen und mehr beispielsweise auf Vibrationen angewiesen sind, um die Welt wahrzunehmen, erleben einen REM-ähnlichen Schlaf möglicherweise anders.
Weitere Forschungen zu anderen schlafenden Lebewesen könnten noch viel mehr enthüllen – und neue Erkenntnisse über den Zweck des Schlafs und der Träume liefern.
„Während Schlaf im Tierreich allgegenwärtig ist, muss noch gezeigt werden, ob der REM-ähnliche Schlaf gleichermaßen universell ist und wie diese Schlafphasen bei weniger visuellen Arten zum Ausdruck kommen können.“ schrieben die Forscher .
„Umgekehrt könnte die Augenbewegung während des REM-Schlafs ein einzigartiges Merkmal des visuellen Gehirns sein, wobei diese konvergente Entwicklung auf einige entscheidende sehspezifische Funktionen schließen lässt.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in PNAS .