行为生态学家 Daniela C. Rößler 因疫情限制而被禁止进入实验室，她抓了一些当地的跳蛛，并将它们养在窗台上的透明塑料盒子里，计划测试它们对 3D 打印的掠食性蜘蛛模型的反应。但一天晚上她吃完晚饭回家时，她注意到了一些奇怪的事情。“它们都挂在盒子盖子上，”德国康斯坦茨大学的博士后研究员 Rößler 说。她以前从未见过跳蛛像这样静止不动地悬挂在丝线上。“我不知道发生了什么，” Rößler 说。“我以为它们死了。”
事实证明，这些跳蛛只是在睡觉——而且 Rößler 发现了一种Evarcha arcuata物种的另一种睡眠习惯，这种物种此前已知会在卷曲的枯叶中建造丝质睡眠巢穴。但真正的惊喜来自于她决定整夜监视它们。她买了一个便宜的夜视摄像头，用胶带将一些放大镜粘在上面（E. arcuata 通常大约六毫米长），并将摄像头对准一只正在睡觉的雌性蜘蛛。 Rößler 在录像中看到的情景让她震惊。
一种名为 Evarcha arcuata 的跳蛛雄性个体。图片来源：Daniela C. Rößler
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过 订阅支持我们屡获殊荣的新闻报道。通过购买订阅，您将有助于确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
大多数时候，蜘蛛只是挂在那里。但随后她的腿开始抽搐，她的腹部甚至吐丝器也跟着抽搐。有时她的腿向胸骨方向蜷缩。在 Rößler 记录的每一只蜘蛛身上，这些奇怪的动作只出现在持续一分多钟的明显发作期间，并在整个晚上周期性地发生。“它们只是不受控制地抽搐，看起来真的很像狗或猫做梦和进入短暂的REM阶段时，”她说。
快速眼动 (REM) 睡眠涉及一种部分或接近完全的肌肉麻痹状态，同时伴随着活跃的、类似清醒的大脑状态，这就是为什么它有时被称为“矛盾睡眠”。在人类中，这种状态与做梦密切相关。 Rößler 和她的同事想知道，抽搐的蜘蛛是否可能正在经历类似于 REM 睡眠阶段的状态，甚至可能正在做梦。“我们当时想，‘好吧，那将是疯狂的，’”她说。然后她想，“让我们弄清楚”，并立即改变了她对蜘蛛的研究计划。
有大量证据表明，许多哺乳动物和鸟类都存在 REM 睡眠或类似的睡眠状态。科学家们还在两种爬行动物中发现了类似的状态，并在斑马鱼中发现了类似状态的迹象。章鱼和墨鱼似乎都有 REM 阶段，包括眼球运动、手臂抽搐以及类似于它们清醒时表现的快速皮肤颜色和纹理变化。除了这些动物之外，在包括昆虫和蛛形纲动物在内的无脊椎动物中，存在 REM 睡眠的微弱迹象，但证据不多。
“如果[跳蛛]做梦，我一点也不会感到惊讶，”佛罗里达大学研究蜘蛛的行为生态学家 Lisa Taylor 说，她没有参与这项新研究。“它们生活在一个如此丰富的感官世界中，而且我们知道它们具有惊人的认知能力和记忆力。”
跳蛛为扩展做梦动物的领域提供了一个独特的机会，部分原因是它们眼部解剖结构的特殊方面。虽然大多数蜘蛛即使在清醒时也不能移动它们的眼睛，但跳蛛有长长的管状结构，可以将它们的视网膜在它们的大主眼后方移动。更重要的是，在生命最初的几天里，蜘蛛的外骨骼是半透明的，因此这些眼管在它们的头部内部是可见的。
当 Rößler 记录了 34 只正在睡觉的小蜘蛛时，她发现它们的抽搐伴随着明显的眼管运动，而这种运动在睡眠的其他阶段不会发生。“这很美妙。我的意思是，这太疯狂了。它立刻让睡眠研究人员想到快速眼动睡眠，”威斯康星大学拉克罗斯分校研究蜜蜂睡眠的昆虫学家 Barrett Klein 说，他没有直接参与 Rößler 的工作。“并且首次表明你可以研究这样的事情，或者它甚至与节肢动物相关，这让我感到兴奋。”
但 Klein 警告说，现在就断定蜘蛛正在经历类似于人类 REM 睡眠的状态还为时过早。他说，研究人员首先需要通过证明蜘蛛在这个阶段对周围环境的反应较弱来确认蜘蛛实际上是在睡觉。
Rößler 和她的“梦之队”合作者已经开始了这些测试。她指出，腿部蜷曲是蜘蛛 REM 样阶段的一个特别引人注目的方面，因为这种姿势通常只在死蜘蛛身上看到。蜘蛛利用肌肉维持的液压来保持腿部伸展，而蜷曲可能是 REM 睡眠典型的肌肉麻痹造成的。该团队的初步研究结果于周一发表在《美国国家科学院院刊》上。
德国塞维森马克斯·普朗克生物智能研究所研究鸟类睡眠的 Niels Rattenborg 说，仅凭视频就相当有说服力，他没有参与这项新研究。“如果我要打赌，这不是很科学，但我会预测它们在睡觉，”部分原因是这些动作看起来不像蜘蛛清醒时所做的那些有目的的动作，他说。
Rattenborg 说，为了证明这种蛛形纲动物的睡眠类似于 REM 睡眠，科学家们还需要证明蜘蛛的大脑在抽搐和移动眼睛时是活跃的。 Rößler 说，测量罂粟籽大小的大脑中的活动将具有挑战性，但存在潜在的方法可以做到这一点。例如，其他科学家最近弄清楚了如何在不使另一种跳蛛物种的加压身体放气并杀死它的情况下，将电极插入其大脑中。
Rattenborg 说，研究包括这些蜘蛛在内的各种物种的 REM 睡眠，可以帮助我们更好地理解它的运作方式以及它存在的原因。有些人推测，人类 REM 睡眠中特有的眼球运动反映了做梦时播放的视觉场景。这引发了一个令人兴奋的可能性，即其他具有 REM 样状态的动物也可能做梦。科学家当然无法询问动物它们的梦境，但测量大脑活动可能有一天会成为探究这个问题的另一种方法。日本冲绳科学技术大学研究头足类动物睡眠的神经行为学家 Teresa Iglesias 说，我们仍在了解哪些大脑活动模式与人类的做梦相关，她没有参与跳蛛的研究。“因此，期望我们能够以生理方式识别其他动物的做梦行为还为时过早，”她说。
旧金山州立大学哲学家、新书《When Animals Dream: The Hidden World of Animal Consciousness》的作者 David Peña-Guzmán 说，随着非人类动物做梦的线索不断积累，其哲学意义可能是巨大的。做梦为探究其他动物的意识问题提供了一个切入点：很难想象，如果没有像自我或体验它的“我”这样的东西，即使是一个简单的梦也是可能的，他补充道。因此，如果蜘蛛做梦，“这可能意味着我们开始谈论蜘蛛拥有类似最小自我的东西，”没有参与蜘蛛研究的 Peña-Guzmán 说。
Rößler 说，跳蛛可见的眼管可能提供了一种方法来检验快速眼动与视觉梦境序列相关的理论，以及这些场景是否是蛛形纲动物在清醒时目睹的事物的重播。有可能向小蜘蛛播放一段简单的场景视频，例如，一只蟋蟀在跳跃，同时跟踪和测量它们的眼球运动，然后看看这些运动是否在睡眠期间重新出现。
Rößler 还想在其他蜘蛛物种中寻找 REM 睡眠，并指出，在更依赖视觉以外感官的动物中，例如使用蛛网中的振动来探测猎物是否被捕获的蜘蛛，REM 睡眠可能看起来非常不同。“也许织网蜘蛛在振动中做梦，”她说。“我认为故事可能是，REM 与睡眠一样在动物王国中普遍存在，只是我们还没有去寻找。”