Где-то на северо-востоке тропической Австралии маленький паучок дёргается во сне. Мечтает ли он вонзить свои клыки в аппетитную добычу или боится свернутой в трубочку газеты, навсегда останется тайной для паука и его психотерапевта. А тем временем новое исследование предоставляет убедительные доказательства того, что пауки-скакуны Portia fimbriata испытывают два различных состояния сна, одно из которых напоминает быструю фазу, в которой люди видят самые яркие сновидения.
Спящий паук видит сон, где он охотится за мухой
Паук, который охотится на других пауков
Portia fimbriata живёт на тропическом северо-востоке Австралии. Для паука он необычно сообразителен: охотится на других пауков, умеет добираться до добычи обходными путями и меняет тактику нападения в зависимости от ситуации. Поэтому его давно считают удобным объектом для изучения сложного поведения у беспозвоночных.
Исследование провели поведенческие биологи Боннского университета Надя Гайгер и Даниэла Рёсслер, результаты опубликованы в журнале PNAS. Авторы напоминают, почему такие работы нужны: сон есть почти у всех животных, но его происхождение и функции до сих пор плохо понятны. Почти все эксперименты ставили на позвоночных и нескольких лабораторных видах.
Паук Portia fimbriata в естественной среде
Раньше эта же команда заметила у другого вида пауков-скакунов подёргивания лап и движения сетчатки во сне. Но одних подёргиваний мало: по ним нельзя понять, действительно ли животное находится в особом состоянии или просто неподвижно ждёт утра.
Подёргивания, сетчатка и замедленная реакция
На этот раз исследователи совместили подробную видеосъёмку с проверкой реакции на внешние раздражители и с наблюдением за тем, как пауки восстанавливаются после плохой ночи. Каждую ночь паук повисает вниз головой под своим шёлковым укрытием. Долгие периоды полной неподвижности сменяются у него короткими эпизодами: двигается сетчатка, подёргиваются конечности, иногда поджимаются лапы.
У десяти подопытных пауков такие эпизоды, похожие на быструю фазу сна (её ещё называют REM-сном, от английского rapid eye movement, «быстрые движения глаз»), длились в среднем около 83 секунд. Во время них пауки медленнее реагировали на звуковой сигнал, чем когда бодрствовали. Четверо из десяти не отреагировали вовсе за отведённые десять секунд, хотя наяву откликались на тот же сигнал сразу.
Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем канале в MAX. Подпишитесь прямо сейчас!
После бессонной ночи быстрая фаза почти удвоилась
Самая убедительная часть работы связана с недосыпом. Исследователи подселили к каждому пауку на ночь десятки плодовых мушек, и их жужжание не давало ему нормально спать.
Мохнатый паук висит вверх ногами под шелковым укрытием, рядом летают мухи дрозофилы. Именно они мешали паукам спать во время эксперимента
После беспокойной ночи пауки спали дольше, а общее время в REM-подобном состоянии выросло примерно с 9 до 17 минут. Так и выглядит «отдача» после недосыпа, знакомая каждому, кто отсыпался в выходные. Значит, это состояние организм регулирует как биологическую потребность, а не просто коротает так ночь.
Похожее поведение ещё не доказывает сновидения
Вывод о снах у пауков пока остаётся гипотезой. Учёные измеряли только поведение, а активность мозга не регистрировали. По движениям тела и сетчатки нельзя узнать, переживает ли животное что-то в этот момент, и если да, то что именно.
Поэтому корректнее говорить так: у Portia есть два различимых состояния сна, и одно из них по внешним признакам напоминает человеческую быструю фазу. Если там и есть что-то вроде сновидений, это ещё предстоит доказать.
Осьминоги и медузы тоже спят
Пауки в этом не одиноки. В 2023 году выяснилось, что спящие осьминоги чередуют спокойные периоды со вспышками подёргиваний, быстрой сменой рисунка на коже и мозговой активностью, похожей на бодрствование. Некоторые рисунки напоминали те, что осьминог показывает наяву. Это можно объяснить по-разному: от «технического обслуживания» нервной системы до повторного проигрывания пережитого.
Осьминог лежит на песчаном дне в темной воде
Сам сон, по всей видимости, ещё древнее. В 2017 году похожее на сон состояние нашли у медуз-кассиопей, у которых вместо централизованного мозга есть только нервная сеть. Получается, потребность «отключаться» появилась очень рано в истории животных.
Медуза-кассиопея — представитель животных, способных спать без централизованного мозга
Зачем мозгу сны: три гипотезы
Учёные до сих пор спорят, зачем животным что-то «видеть» во сне. Основных версий три:
- сны сопровождают сортировку и закрепление воспоминаний: во время сна мозг укрепляет одни нейронные связи и ослабляет другие;
- сны работают как тренажёр, в котором мозг безопасно отрабатывает реакции на угрозы;
- сны вообще не имеют собственной задачи и остаются побочным эффектом полезной работы спящего мозга.
Данные пока противоречивы, ни одна версия не победила. Сравнение очень далёких друг от друга животных вроде пауков, осьминогов и людей может помочь понять, унаследовали ли мы общий древний механизм или разные ветви эволюции пришли к похожему решению независимо. Чтобы ответить на этот вопрос, следующим шагом нужно будет заглянуть в мозг спящего паука, а не только снимать его на видео.
