Пауки могут переживать особую фазу сна, во время которой их лапки подергиваются, а сетчатки глаз перемещаются. Подобные движения ученые замечали и раньше, но оставалось неясным: пауки действительно спят или просто неподвижно отдыхают? Новый эксперимент показал, что паучий сон устроен сложнее, чем предполагалось.
Объектом исследования стал Portia fimbriata — паук-скакунчик размером от пяти до 10 миллиметров из тропических лесов австралийского штата Квинсленд. Охотятся эти пауки преимущественно на других пауков, обладают острым зрением и могут выбирать обходные пути к добыче. Днем они изучают окружающее пространство, а ночью устраиваются на небольших участках паутины. Во время отдыха тело паука постепенно обвисает, ногощупальца — короткие придатки около рта — прижимаются друг к другу.
Несколько лет назад у другого вида скакунчиков — Evarcha arcuata — заметили движения, напоминающие фазу быстрого сна у человека (REM). Однако одних внешних признаков было недостаточно: чтобы назвать неподвижность сном, необходимо показать, что животное хуже реагирует на раздражители и компенсирует потерянный отдых.
Авторы новой научной работы, опубликованной в журнале PNAS, провели серию наблюдений и опытов с Portia fimbriata с помощью инфракрасных камер. Они позволяли следить за пауками даже ночью.
Эксперименты с разным освещением показали, что пауки сохраняют суточный ритм активности и покоя даже при постоянно слабом освещении. Значит, время отдыха определяется не только сменой дня и ночи, но и внутренними биологическими часами.
Подробный разбор ночных записей 10 пауков выявил два чередующихся состояния. Во время первого животные подолгу оставались неподвижными. Во время второго у них двигались внутренние структуры глаз, подергивались ноги и другие части тела. Иногда ноги характерно поджимались. За ночь ученые насчитали в среднем 11 таких эпизодов продолжительностью примерно 83 секунды каждый. Весь период ночного покоя занимал в среднем 10,7 часа.
Затем исследователи проверили, как крепко спят пауки. Для этого они включали звуковой сигнал и измеряли скорость реакции. Бодрствующие животные в среднем отвечали за 1,7 секунды, неподвижно отдыхающие — за 2,7 секунды, а реагирующие во время фазы с подергиваниями — за 4,3 секунды. Четыре паука из 10 в спящем состоянии вообще не отреагировали за отведенные 10 секунд.
Самым показательным стал эксперимент с нарушением сна. На ночь к паукам подсадили плодовых мушек, которые мешали им спокойно отдыхать. После такой ночи длительность сна увеличилась на 8,5 процента, число REM-подобных эпизодов выросло на 64,6 процента, а суммарное время фазы с подергиваниями — почти на 80 процентов. То есть пауки не просто замирают с наступлением темноты: их организм регулирует сон и стремится восполнить его недостаток.
Таким образом, исследователи получили первое экспериментальное подтверждение сна с двумя фазами у пауков. Говорить, что паукам снятся сны, пока рано: активность их нервной системы во время этих фаз не измеряли. Открытие тем не менее показало, что сложное устройство сна встречается и у животных с совсем иным устройством мозга, чем у человека.
Автор: Любовь Соковикова