Зоологи обнаружили у пауков-скакунчиков Evarcha arcuata аналог фазы быстрого сна. Во время нее эти беспозвоночные двигают глазными трубками и подергивают конечностями и телом. Возможно, им даже снятся сны, отмечают авторы исследования, опубликованного в PNAS.
Сон многих животных состоит из чередующихся периодов медленного и быстрого сна. Во время фазы быстрого сна, которая у человека составляет двадцать-двадцать пять процентов от всего ночного сна, активность мозга повышена, мышцы расслаблены, а глазные яблоки совершают быстрые движения. Быстрый сон впервые описали у людей около семидесяти лет назад, однако с тех пор его удалось обнаружить у других млекопитающих, птиц, рептилий и даже головоногих моллюсков. Специалисты надеются, что изучение быстрого сна у животных позволит больше узнать о его происхождении и функциях.
Зоолог Даниэла Рёсслер (Daniela C.Rößler) из Констанцского университета решила поискать фазу быстрого сна у пауков. Недавно она вместе с коллегами обнаружила, что скакунчики Evarcha arcuata по ночам подвешиваются вниз головой на паутинной нити. Поскольку эта характерная поза сочетается с полным бездействием, исследователи предположили, что так пауки спят. Время от времени отдыхающие скакунчики сгибают конечности, а также подергивают ими, брюшком и паутинными бородавками. Похожим образом внешне проявляется фаза быстрого сна у позвоночных.
У скакунчиков нет глазных яблок, по движениям которых можно было точно установить, что они находятся в фазе быстрого сна. Вместо этого два их главных глаза представляют собой длинные трубки с сетчаткой на заднем конце. Чтобы сфокусироваться на том или ином предмете, эти пауки сдвигают глазные трубки с помощью специализированных мышц (при этом линза, закрывающая глаз снаружи, остается неподвижной). Рёсслер с соавторами предположили, что если во время отдыха сетчатка скакунчиков двигается, то у этих пауков есть аналог фазы быстрого сна.
Чтобы проверить эту идею, исследователи провели лабораторные эксперименты с молодыми скакунчиками Evarcha arcuata, покровы которых еще прозрачны, благодаря чему за движениями их глазных трубок можно наблюдать непосредственно. Отдыхающих паучат в возрасте от одного до девяти дней снимали на инфракрасную видеокамеру с семи часов вечера до семи часов утра. Авторы фиксировали движения их глазных трубок, а также подергивания конечностями и телом.
Оказалось, что во время отдыха скакунчики действительно время от времени двигают глазными трубками. Средняя продолжительность таких фаз составила 77 секунд, а интервалов между ними — около 17 минут. При этом в течение ночи продолжительность периодов движения глазных трубок и промежутков между ними постепенно увеличивалась. Во время фазы движения глазных трубок юные пауки сгибали конечности, а также подергивали конечностями, брюшком и паутинными бородавками. Интересно, что отдыхающие паучата сгибали конечности только в периоды движения глазных трубок, однако меньше чем в половине случаев движения глазных трубок сопровождались сгибанием конечностей.
Когда паучата вели себя активно, например, чистились или поправляли паутинную нить, на которой висели, их глазные трубки оставались неподвижными. Обычно скакунчики чистили себя после фазы движений глазных трубок; возможно, после нее они пробуждались ото сна.
На следующем этапе Рёсслер с соавторами повторили эксперимент с участием трех взрослых скакунчиков Evarcha arcuata. Из-за пигментации покровов исследователи не могли проследить за движениями их глазных трубок. Однако они обнаружили, что, подобно паучатам, взрослые особи во время отдыха периодически начинают сгибать конечности или подергивать ими, брюшком и паутинными бородавками. Продолжительность таких движений составляла в среднем по 83 секунды и по 91 секунде соответственно. Промежутки между этими фазами были примерно равными и составляли в среднем 28 минут.
Иногда скакунчики Evarcha arcuata отдыхают не на паутинной нити, а в убежище из паутины или просто на земле. Исследователи обнаружили, что и в этом случае они время от времени сгибают ноги. А когда авторы сняли отдыхающих на земле взрослых пауков с помощью инфракрасной камеры, они смогли запечатлеть, как их глазные трубки движутся одновременно со сгибанием конечностей.
Результаты исследования демонстрируют, что у пауков-скакунчиков есть аналог быстрой фазы сна. Как и у позвоночных, во время этой фазы у них движутся глаза (точнее, глазные трубки) и подергиваются конечности и тело. Даже продолжительность периодов, напоминающих быстрый сон, и интервалов между ними, у скакунчиков примерно такая же, как у крыс и мышей. Не исключено, что во время быстрой фазы паукам даже снятся сны.
Автор: Сергей Коленов