Аннотация:
Исследователи из Боннского университета в Германии обнаружили, что у пауков может быть более сложный механизм сна, чем считалось ранее. Благодаря долгосрочному наблюдению за австралийским пауком-скакуном исследовательская группа впервые получила систематические экспериментальные доказательства того, что у пауков есть две разные стадии сна, одна из которых демонстрирует сходные характеристики со сном с быстрым движением глаз (REM) человека, включая движения глаз и подергивания мышц. Это открытие поднимает интересный вопрос: снятся ли паукам сны?
Объект исследования — австралийский паук-скакун Portia fimbriata, принадлежащий к роду Portia. Этот тип пауков известен тем, что охотится на других пауков и обладает совершенно особыми охотничьими способностями в мире пауков. Они могут не только ловить насекомых, но и активно охотиться на пауков, строящих паутину. Они могут даже создавать вибрации, манипулируя паутиной своей добычи, имитируя сигналы, производимые насекомыми, которые борются, когда они запутались в паутине, тем самым заманивая пауков, строящих паутину, ближе и в конечном итоге захватывая их.
Такое сложное охотничье поведение показывает, что паук обладает отличной обучаемостью и приспособляемостью. Размер взрослой особи Portia fimbriata на самом деле не очень велик, ее тело размером примерно с монету достоинством в один евро, но сложность ее поведения намного превосходит то, что люди знают об обычных пауках.
Наблюдая за поведением пауков в ночное время, исследователи надеются определить, являются ли они просто неактивными из-за отсутствия активности или, как млекопитающие, действительно входят в состояние сна, регулируемое их биологическими часами.
Чтобы ответить на этот вопрос, исследовательская группа поместила одного паука в пластиковый контейнер диаметром 12 см, наблюдала за ним несколько дней и ночей и изучала характер его суточной активности, изменяя условия освещения.
Исследователи использовали камеры высокого разрешения для записи тонких движений пауков и инфракрасные камеры для наблюдения за их состоянием сна в темноте. Используя эти устройства, исследователи обнаружили, что пауки не только оставались неподвижными в течение длительного времени в ночное время, но также периодически демонстрировали особые движения, в том числе движения глаз и подергивания мышц ног.
Эти движения особенно привлекли внимание исследователей, поскольку они очень напоминают физиологические явления, возникающие во время быстрого сна у людей.
В процессе сна человека важным этапом является сон с быстрым движением глаз. На этом этапе глазные яблоки человека под закрытыми веками будут быстро двигаться, большая часть скелетных мышц тела находится в относительно расслабленном состоянии, а деятельность мозга проявляет характеристики, близкие к таковым в состоянии бодрствования. Яркие человеческие сны также часто тесно связаны с этой стадией.
Однако простое наблюдение за тем, как пауки остаются, еще не доказывает, что они на самом деле спят. Животные могут быть менее активными из-за условий окружающей среды, изменений температуры или других причин, поэтому исследователи также разработали дополнительные эксперименты, чтобы проверить, обладают ли пауки истинными характеристиками сна.
В одном из экспериментов проверялась реакция паука на внешние звуковые раздражители. Исследователи обнаружили, что во время определенной стадии отдыха реакция паука на внешние раздражители была значительно ослаблена, демонстрируя снижение восприятия, аналогичное таковому у спящих животных.
Исследовательская группа также проверила так называемый феномен восстановления сна. Это явление возникает, когда у животных нарушается или лишается сна, и они компенсируют это, увеличивая последующее время сна. Например, люди, которые испытывают длительную депривацию сна, как правило, испытывают более сильную потребность во сне в последующие периоды сна.
Результаты экспериментов показывают, что пауки также демонстрируют соответствующее компенсаторное поведение в состоянии покоя после нарушения сна. Это дает исследователям дополнительные доказательства для вывода о том, что состояние сна пауков действительно регулируется биологическими механизмами.
Основываясь на ночных видео, реакции на внешние раздражители и экспериментах по восстановлению сна, исследователи наконец подтвердили, что Portia fimbriata не просто перестает двигаться ночью, но и способна входить в обычное состояние сна, состоящее из двух отдельных стадий.
Наиболее тревожной из них является стадия, похожая на сон с быстрым движением глаз. Исследователи заметили, что глаза паука значительно двигались, а мышцы его ног также кратковременно подергивались. Эти действия происходят не случайно, а имеют определенную периодичность.
Однако исследовательская группа подчеркнула, что это не означает, что пауки способны видеть сны.
Сны человека обычно тесно связаны с быстрым сном, но поведение, похожее на движения глаз и подергивания мышц у других животных, нельзя напрямую приравнивать к переживаниям во сне у человека. Между нервными системами пауков и человека существуют огромные различия, а их внешние проявления схожи, но это не означает, что внутри их мозга происходят совершенно одинаковые физиологические процессы.
У исследования также есть важное ограничение: ученые не смогли напрямую измерить активность мозга паука во время сна.
В отличие от людей, которые могут контролировать сон с помощью такого оборудования, как электроэнцефалография, у пауков более особая структура нервной системы. В настоящее время исследователи в основном полагаются на видеозаписи высокого разрешения и поведенческие эксперименты, чтобы определить состояние сна. Поэтому до сих пор нет четкого ответа на вопрос, какая нервная активность возникает у пауков во время фаз быстрого сна.
Тем не менее, это открытие имеет важное значение для понимания истории эволюции сна.
Долгое время научные исследования сна в основном были сосредоточены на позвоночных, таких как человек, другие млекопитающие, птицы и рептилии. Поскольку эти животные имеют относительно сложную нервную систему, имеющую общие характеристики, исследователям легче искать закономерности сна у разных видов.
Пауки совершенно разные. Это членистоногие, и строение их нервной системы существенно отличается от такового у позвоночных. Если у пауков также есть стадийный сон или даже поведение, похожее на быстрый сон, это означает, что сложные механизмы сна могут быть более распространены, чем считалось ранее.
Это также поднимает важный эволюционный вопрос: развиваются ли механизмы, подобные быстрому сну, независимо у разных животных в течение длительного эволюционного процесса, или некоторые основные характеристики сна уже появились на ранних стадиях эволюции животных?
Если животные с разным строением нервной системы смогут формировать сходные стадии сна, у исследователей появится возможность найти более фундаментальные и универсальные биологические законы в механизмах сна.
Исследовательская группа из Боннского университета в настоящее время распространяет исследование на другие виды пауков, чтобы понять, является ли этот двухэтапный сон уникальным для пауков-осьминогов или это физиологическая характеристика паукообразных в целом.
Исследователи также планируют сравнить пауков, выращенных в лаборатории, с пауками, живущими в их естественной среде обитания, чтобы определить, влияет ли искусственное освещение, изменения температуры и другие факторы окружающей среды на их режим сна.
Кроме того, существует ли связь между сном пауков и когнитивными способностями, также представляет особый интерес для исследовательской группы. Поскольку пауки обладают сложными охотничьими стратегиями и способностями к обучению, ученые надеются узнать больше о том, помогает ли сон консолидировать воспоминания, обрабатывать информацию, полученную в течение дня, или улучшать их охотничье поведение.
Будущие исследования также попытаются напрямую измерить нервную активность пауков и насекомых во время сна, чтобы определить, действительно ли поведение, подобное быстрому сну, которое они демонстрируют, задействует нейрофизиологические механизмы, аналогичные механизмам позвоночных.
Искусственное ночное освещение также является еще одной проблемой, вызывающей беспокойство у исследовательской группы. Искусственные источники света меняют характер активности многих животных, которые изначально полагались на естественные дневные и ночные циклы. Ученые надеются изучить, влияют ли изменения ночного освещения и климата на сон пауков, и какое влияние такие изменения могут оказать на экосистемы.
Результаты этого исследования были опубликованы в Трудах Национальной академии наук (PNAS) США 26 октября 2026 года. Статья называется «Поведенческие доказательства двухстадийного сна у пауков».
Самое важное значение исследования заключается не в том, чтобы доказать, что пауки уже видят сны, подобные человеческим, а в том, чтобы впервые с помощью систематических экспериментов продемонстрировать, что у пауков стадийный сон регулируется биологическими механизмами, один из которых также демонстрирует характеристики, аналогичные сну с быстрыми движениями глаз позвоночных.
Это также напоминает ученым, что люди — не единственные животные со сложными механизмами сна. Даже паук-скакун размером с десятицентовик и имеющий совершенно другую нервную систему, чем человеческая, ночью может подвергаться физиологическим процессам, которые гораздо сложнее, чем просто отдых. Действительно ли они видят сны во сне, как люди, до сих пор остается научной загадкой, ожидающей ответа.
Комментарии