被剥夺睡眠的跳蛛，类REM睡眠时间增加了80%

一只跳蛛被果蝇折腾了一整夜，第二天晚上便开始补觉，而几乎所有的额外睡眠时间都花在了一种抽搐、眼球快速转动的阶段，这看起来很像REM睡眠。在13只小遂莉蛛中，经过一夜干扰后，它们处于这种类REM状态的时间平均增加了约五分之四。

这种反弹是目前最有力的证据，表明蜘蛛并非只是在黑暗中静坐不动。那些需要弥补失去的睡眠的动物，实际上是在调节睡眠，这是哺乳动物和鸟类真正睡眠的标志性特征之一。作者表示，据他们所知，这是首次在无脊椎动物中观察到REM反弹现象。

这种蜘蛛名为Portia fimbriata，是一种来自澳大利亚北部的小型猎手，成年时大小约相当于一枚一欧元硬币。Portia属的蜘蛛以捕食其他蜘蛛为生，并以狡猾著称：它们会拨动蛛网上的丝线，模仿被困昆虫的挣扎，然后伏击前来查看的蛛网主人。

这项研究由波恩大学的Nadja Geiger和Daniela Rößler领导，合作者来自德国、意大利、澳大利亚和美国，研究显示蜘蛛的夜晚至少分为两个不同的阶段。首先是安静阶段。腿部抽搐、口器颤动和视网膜移动的间歇性发作会反复打断这一阶段，而蜘蛛在这些发作期间最难被唤醒。

他们是如何做到的

要证明一种无法记录其大脑活动的动物是否在睡眠是很困难的，因此研究人员采用了睡眠科学家用于任何物种的行为测试：典型的休息姿势、可预测的昼夜节律、对外界反应减弱，以及睡眠缺失后的补偿行为。

蜘蛛被养在直径12厘米的塑料培养皿中，并用红外摄像机在夜间进行连续数日数夜的拍摄。在不同光照条件下，它们的活动被追踪了60小时。它们主要在光照阶段活跃，而在持续接近黑暗的环境中，大致每日的节律依然存在，这表明它们拥有内在生物钟，而非单纯对光的反应。在持续光照下，休息变得碎片化。

每个夜晚都遵循类似的模式。蜘蛛会寻找睡眠地点，梳理身体，然后倒挂在一小片丝质平台上，大多数在关灯后半小时内完成。整夜中，它们的身体逐渐下垂，口器旁的小附肢（须肢）向内收拢。在详细拍摄的10只蜘蛛中，夜间睡眠窗口平均约为10.7小时，期间包含短暂的清醒时段。

在这10只蜘蛛中，研究团队统计了109次类REM发作，每次平均持续约83秒。跳蛛无法移动它们的大前眼，但可以移动晶状体后的视网膜，在这些发作期间，视网膜来回快速移动，同时腿部蜷缩、肌肉抽搐。第一次发作平均在入睡后约4小时出现，但时间范围从略超过1小时到约10小时不等。

为了测试蜘蛛的睡眠深度，研究人员播放了一个标准声音，并测量每只蜘蛛做出反应所需的时间。清醒的蜘蛛约在1.7秒内做出反应，安静阶段的蜘蛛约在2.7秒内，而处于类REM发作期的蜘蛛约在4.3秒内。有四只处于类REM发作期的蜘蛛在10秒窗口内完全没有反应，但随后在清醒状态下再次测试时立即做出反应，这排除了单纯的耳聋或疲劳的可能性。

最后的测试是睡眠剥夺。在一个夜晚，研究团队在每个饲养盒中释放了25只活果蝇，这种干扰是狩猎型蜘蛛无法忽视的。在恢复夜，整体睡眠窗口增加了约8.5%，但类REM时间从平均9.4分钟跃升至16.9分钟。蜘蛛的发作次数增多，而非单次持续时间变长。五只未受干扰的对照蜘蛛在连续夜晚中并未出现此类增加。

为什么蜘蛛睡眠很重要

蜘蛛与脊椎动物的演化分支在超过5亿年前就已分离，它们的神经系统构造与我们的截然不同。在如此遥远的动物身上发现与脊椎动物模式相似的睡眠结构，表明睡眠阶段要么非常古老，要么是演化过程中多次出现的解决方案。

Rößler在接受澳大利亚ABC新闻采访时表示：“如果拥有如此不同大脑和感官世界的动物都表现出具有类REM阶段的结构化睡眠，那就意味着睡眠的基本架构可能比我们想象的更古老、更普遍。”

这种比较现在延伸到了动物树的三个遥远分支。章鱼和乌贼表现出一种活跃的睡眠阶段，伴有皮肤图案闪烁；脊椎动物有REM睡眠；而现在，跳蛛也表现出一种抽搐阶段，且身体在缺失后会试图恢复。Geiger和Rößler告诉ScienceAlert：“看到蜘蛛表现出明显的类REM睡眠压力，本质上是一种补偿失去的类REM睡眠的需求，这强烈表明这一阶段具有重要的生物学功能，而非休息的附带特征。”

这项研究建立在同一团队之前对另一种跳蛛Evarcha arcuata的研究基础上，在那项研究中，夜间悬挂的幼蛛表现出视网膜运动和腿部蜷曲。那项研究能够显示抽搐，但无法证明蜘蛛确实在睡觉。新论文填补了这一空白，因此悉尼大学的昆虫学家Thomas White（未参与该研究）称其为“迄今为止任何蛛形纲动物中最完整的行为学睡眠案例”。

尚未解决的问题

最大的限制在于大脑。没有人记录神经活动，因此该研究无法说明蜘蛛的类REM阶段是否涉及类似人类REM睡眠的大脑活动，也无法确定蜘蛛是否存在与深度非REM睡眠对应的阶段。这种相似性仅限于行为层面，作者谨慎地将该状态称为“类REM”而非“REM”。

做梦则更遥远。抽搐的肢体和移动的眼球并不能说明动物在睡眠中是否有任何体验。研究团队怀疑类REM阶段有助于Portia处理狩猎时学到的信息，并提出这些抽搐可能是白天行为的一种行为重演。这一想法尚未得到验证。

样本量较小：详细夜间记录用了10只蜘蛛，睡眠剥夺测试用了13只，全部在实验室条件下进行。安静阶段与类REM发作期之间的反应时间差异虽然方向符合预期，但在校正后未达到统计学显著性，而且安静阶段本身混合了类似清醒和类似更深睡眠的反应。安静清醒状态与浅睡眠之间的界限仍然模糊。

此外，这只是一个物种。Portia在蜘蛛中异常依赖视觉且异常聪明，结果可能不适用于依靠触觉捕猎的结网型蜘蛛。

关于蜘蛛睡眠的常见问题

蜘蛛会睡觉吗？

至少有一个物种显然会。Portia fimbriata符合睡眠的标准行为测试：固定的休息姿势、由内在生物钟驱动的昼夜节律、休息时反应变慢，以及干扰夜后额外补觉。

蜘蛛会做梦吗？

没人知道。跳蛛表现出带有眼球和腿部运动的类REM阶段，但没有大脑记录，无法判断它们是否有任何体验。研究人员认为这一阶段可能有助于学习和记忆，但这与做梦不同。

什么是REM反弹？

当人类或其他哺乳动物失去REM睡眠时，他们会在接下来的夜晚花更多时间处于REM状态以弥补。蜘蛛在一次干扰夜后也出现了同样的现象，类REM时间增加了约80%，这表明该阶段是受调控的，而非随机发生。

为什么跳蛛在夜间抽搐？

在类REM发作期间，它们主眼内部的视网膜来回摆动，同时腿部蜷缩、肌肉抽搐。这些发作持续约一分半钟，每晚会重复数次。

下一步计划

该论文于2026年10月26日在线发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上，研究由德国研究基金会Emmy Noether项目资助。研究团队目前正在比较更广泛的蜘蛛家族树中的睡眠模式，并开始在昆士兰州北部和西澳大利亚州进行野外工作，以观察蜘蛛在野外的睡眠情况，包括夜间人造光对它们的干扰。进一步的研究旨在记录蜘蛛和昆虫大脑在睡眠期间的活动，并测试类REM睡眠是否与Portia成为如此高效猎手的学习能力有关。

参考文献：Geiger et al., “Behavioral evidence for two-stage sleep in spiders,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026. DOI: 10.1073/pnas.2618030123

标签: 生物学, 睡眠, Portia fimbriata, University of Bonn, 快速眼动睡眠, 蜘蛛