Schlaf bei Spinnen: REM-Phasen entdeckt
- Die Springspinne Portia fimbriata durchläuft zwei regulierte Schlafstadien inklusive einer REM-ähnlichen Phase mit Muskelzuckungen.
- Verhaltenstests mit akustischen Reizen und Schlafentzug belegen einen tiefen Ruhezustand sowie einen messbaren Schlaf-Rebound.
- Erkenntnisse liefern der vergleichenden Chrono- und Neurobiologie wichtige Einblicke in die evolutive Entwicklung des Schlafs.
Kluge Jägerin als Modellorganismus
Gegenstand der Untersuchung war die australische Springspinne Portia fimbriata. Ausgewachsen misst das Tier etwa den Durchmesser einer Ein-Euro-Münze und jagt bevorzugt andere Spinnenarten. Ihr Jagdverhalten gilt in der Biologie als bemerkenswert: Um Webspinnen aus der Reserve zu locken, zupft sie am Netz und imitiert so die Vibrationen zappelnder Beuteinsekten.
Dieses flexible Vorgehen lässt auf ausgeprägte kognitive Fähigkeiten und ein hohes Lernvermögen schließen, was die Art für neurologische und verhaltensbiologische Fragestellungen besonders qualifiziert.
Echter Schlaf in zwei Phasen
Bislang stammte das Wissen über Schlaf fast ausschließlich von Wirbeltieren. Die Bonner Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten nun belegen, dass auch Portia fimbriata einen regulierten, echten Schlaf zeigt. Dieser gliedert sich in zwei voneinander abgrenzbare Schlafstadien.
Eine Phase ähnelt auffallend dem menschlichen REM-Schlaf (rapid eye movement): Die Tiere wiesen charakteristische Augenbewegungen sowie Muskelzuckungen auf. Es handelt sich damit um die nach Angaben der Forschenden erste umfassende Bestätigung eines derartigen Schlafverhaltens bei Spinnentieren.
Das Studiendesign
Für die Versuchsreihe hielten die Forschenden die Tiere in Kunststoffschalen mit zwölf Zentimetern Durchmesser. Unter wechselnden Lichtbedingungen zeichneten sie das Verhalten über mehrere Tage und Nächte hochauflösend auf.
- Infrarot-Monitoring: Mittels Infrarotkameras wurden Ruhepositionen, Ruhephasen und die REM-ähnlichen Episoden in der Dunkelheit präzise dokumentiert.
- Weckschwelle: Über akustische Reize testete das Team die Reaktionszeit der Spinnen, um sicherzustellen, dass es sich um tatsächlichen Schlaf und nicht um bloßes Verharren handelte.
- Homöostase: Durch gezielte Schlafunterbrechungen wurde überprüft, ob die Tiere ein Nachholen des Schlafs („Schlaf-Rebound“) zeigen – ein zentrales physiologisches Kriterium für echten Schlaf.
Bedeutung für Neurobiologie und Umwelt
Die Ergebnisse tragen dazu bei, die evolutive Entstehung von Ruhe- und Traumphasen sowie die Verbreitung REM-ähnlicher Zustände bei Wirbellosen grundlegend zu verstehen.
Für die Chronobiologie ergeben sich neue Ansätze, wie Nervensysteme Regenerationsprozesse steuern. Künftige Arbeiten sollen analysieren, welche Vorgänge dabei im Zentralnervensystem ablaufen und wie Schlaf mit Lernprozessen verknüpft ist. Zudem rückt der Einfluss anthropogener Umweltfaktoren wie Klimawandel und nächtliche Lichtverschmutzung auf den Biorhythmus der Tiere in den Fokus.
Quelle: IDW