Пауки отсыпаются после бессонной ночи, как люди. И это ключ к тайне сна

Сон принято считать роскошью сложного мозга: млекопитающие и птицы видят сны, а насекомые и пауки просто замирают до утра. Но маленький паук-скакун из тропической Австралии ломает эту картину. Ночью у него сменяются две разные фазы сна, и одна из них внешне напоминает наш быстрый сон. А после бессонной ночи он ведёт себя так, словно у него накопился долг, который нужно вернуть.

Самый сообразительный паук стал удобной моделью

Portia fimbriata живёт на тропическом северо-востоке Австралии и охотится на других пауков. Он подбирается к жертве обходными путями и меняет тактику нападения под ситуацию. Для существа размером с ноготь это редкая гибкость поведения.

Поэтому именно его выбрали поведенческие биологи Боннского университета Надя Гайгер и Даниэла Рёсслер. Работа опубликована в журнале PNAS. Её смысл прост: сон есть почти у всех животных, но изучали его в основном на позвоночных и паре лабораторных видов. Чтобы понять, откуда сон взялся, нужно смотреть туда, где мозг устроен совсем по-другому.

Раньше команда уже видела у другого паука-скакуна подёргивания лап и движения сетчатки во сне. Но этого мало. Как отличить настоящий сон от простого ожидания рассвета?

Во сне паук перестаёт слышать мир

Исследователи сняли пауков на подробное видео и проверили, как они откликаются на звук. Каждую ночь паук повисает вниз головой под шёлковым укрытием. Долгая полная неподвижность прерывается короткими эпизодами: шевелится сетчатка, дёргаются конечности, иногда поджимаются лапы.

У десяти пауков такие эпизоды длились в среднем около 83 секунд. В это время они заметно медленнее реагировали на звуковой сигнал. Четверо вообще не откликнулись за отведённые десять секунд, хотя наяву реагировали на тот же звук мгновенно. Мозг в эти минуты будто закрывает двери для внешнего мира.

Но ослабленная реакция ещё не доказывает, что сон нужен. Это можно проверить только одним способом: отнять его.

Бессонная ночь выставляет пауку счёт

На ночь к каждому пауку подселили десятки плодовых мушек. Их жужжание не давало спать. Наутро исследователи следили, что будет дальше.

Пауки отсыпались. Они спали дольше, а время в фазе, похожей на быстрый сон, выросло примерно с 9 до 17 минут. Почти вдвое. Это та самая отдача, которую знает каждый, кто валится в кровать в субботу после тяжёлой недели. И это главное открытие работы: паук не просто коротает ночь, его организм ведёт учёт сна и требует вернуть недостающее, как требует еды или воды.

Если такая потребность есть и у нас, и у паука, остаётся понять, почему два настолько разных существа нуждаются в одном и том же.

Дарвин подсказывает, где искать разгадку

Здесь на помощь приходит одна из самых сильных идей в истории науки — общее происхождение видов, которое Чарльз Дарвин изложил в «Происхождении видов». Она утверждает, что все животные — дальние родственники, ветви одного дерева с общими предками. Это было неочевидно: паук и человек кажутся существами из разных миров. Но из идеи следует мощный инструмент. Если признак есть у очень далёких ветвей, он мог достаться им от общего древнего предка. Или разные ветви пришли к нему независимо, потому что задача у всех одна.

Представьте две семьи на разных концах страны, которые пекут одинаковый пирог. Либо рецепт пришёл от общей прабабушки, либо обе семьи сами нашли лучший способ испечь пирог из тех же продуктов. Так и со сном. У осьминогов в 2023 году нашли чередование спокойных периодов со вспышками подёргиваний, быстрой сменой рисунка на коже и мозговой активностью, похожей на бодрствование. А в 2017 году похожее на сон состояние обнаружили у медуз-кассиопей, у которых вообще нет централизованного мозга, только нервная сеть.

Пауки, осьминоги, медузы, люди — и все «отключаются». Значит, сон решает задачу настолько базовую, что она стоит перед любой нервной системой. Какую именно?

Читайте также: Гравитация зажигает далёкие звёзды, и их вспышки выдают тёмную материю

Сны паука пока остаются гипотезой

Важная оговорка: учёные измеряли только поведение, активность мозга не регистрировали. По движениям тела и сетчатки нельзя узнать, переживает ли паук что-то в эти минуты. Честнее сказать так: у Portia есть два различимых состояния сна, и одно внешне похоже на нашу быструю фазу.

Зачем мозгу сны, спорят до сих пор. Одна версия: мозг сортирует и закрепляет воспоминания, укрепляя одни связи и ослабляя другие. Вторая: сон служит безопасным тренажёром для реакций на угрозы. Третья: у снов нет собственной задачи, это побочный след полезной ночной работы. Данные противоречивы. Следующий шаг — заглянуть в мозг спящего паука, а не только снимать его на камеру.

В следующий раз, когда после бессонной ночи вас неудержимо потянет поспать подольше, вспомните паука, висящего вниз головой под шёлковым навесом. Ваш мозг и его крошечная нервная система подчиняются, возможно, одному и тому же древнему правилу: память и опыт нужно приводить в порядок в темноте. Днём свой опыт можно разгрузить и иначе, например сделать расшифровку важных записей, чтобы ничего не держать в голове, но ночную работу мозга это не заменит.

Ещё в «Высоких технологиях»

Астероид сделал силу бесполезной. Выиграли муравьи и их «прыгающие гены»У депрессии нашли свои часы, и привычные таблетки могут их не слышатьМолекулы-цепочки изменили быт сильнее любой машины. А в них не верили

Все материалы раздела →