德国波恩大学的研究人员发现,蜘蛛可能拥有比人们此前认为更加复杂的睡眠机制。研究团队通过对澳大利亚一种跳蛛进行长期观察,首次获得了蜘蛛具有两种不同睡眠阶段的系统性实验依据,其中一个阶段表现出与人类快速眼动睡眠(REM)相似的特征,包括眼部移动和肌肉抽动。这项发现引出了一个有趣的问题:蜘蛛是否也会做梦?

研究对象是一种名为Portia fimbriata的澳大利亚跳蛛,属于肖蛸蛛属(Portia)。这一类蜘蛛以捕食其他蜘蛛而闻名,在蜘蛛世界中具有相当特殊的捕猎能力。它们不仅能够捕捉昆虫,还会主动猎杀结网蜘蛛,甚至能够通过操纵猎物的蛛网制造振动,模拟昆虫被蛛丝缠住时挣扎产生的信号,从而诱使结网蜘蛛靠近,最终将其捕获。
这种复杂的捕猎行为表明,肖蛸蛛具有相当出色的学习和适应能力。成年Portia fimbriata的体型实际上并不大,身体尺寸大约只有一枚一欧元硬币的大小,但其行为复杂程度却远超人们对普通蜘蛛的认识。
研究人员希望通过观察这种蜘蛛的夜间行为,确定它们究竟只是因为缺乏活动而处于静止状态,还是像哺乳动物一样,真正进入了一种受到生物钟调节的睡眠状态。
为了回答这个问题,研究团队将单只蜘蛛放置在直径12厘米的塑料容器中,在连续多天和多个夜晚进行观察,并通过改变光照条件研究它们的昼夜活动规律。
研究人员使用高分辨率摄像设备记录蜘蛛的细微动作,并利用红外摄像机观察它们在黑暗环境中的睡眠状态。通过这些设备,研究人员发现,蜘蛛在夜间不仅会长时间保持静止,还会周期性地出现一些特殊动作,包括眼部移动和腿部肌肉抽动。
这些动作尤其引起了研究人员的注意,因为它们与人类快速眼动睡眠期间出现的生理现象十分相似。
在人类睡眠过程中,快速眼动睡眠是一个重要阶段。在这一阶段,人的眼球会在闭合的眼睑下快速移动,身体大部分骨骼肌则处于相对松弛状态,同时大脑活动表现出与清醒状态较为接近的特征。人类生动的梦境通常也与这一阶段密切相关。
然而,仅仅观察到蜘蛛保持静止,并不能证明它们真的进入了睡眠。动物可能因为环境条件、温度变化或其他原因而减少活动,因此研究人员还设计了额外实验,以验证蜘蛛是否具有真正的睡眠特征。
其中一项实验是测试蜘蛛对外界声音刺激的反应。研究人员发现,在特定休息阶段,蜘蛛对外界刺激的反应明显减弱,表现出类似睡眠动物的感知能力下降。
研究团队还测试了所谓的睡眠反弹现象(Sleep Rebound)。这种现象是指动物在睡眠受到干扰或睡眠不足后,会通过增加后续睡眠时间来进行补偿。例如,人类在经历长时间睡眠不足后,往往会在之后的睡眠中表现出更强的睡眠需求。

实验结果表明,蜘蛛在睡眠受到干扰后,也会出现相应的补偿性休息行为。这为研究人员判断蜘蛛具有真正受到生物机制调节的睡眠状态提供了进一步证据。
综合夜间录像、外界刺激反应以及睡眠反弹实验,研究人员最终确认,Portia fimbriata并非只是夜间停止活动,而是能够进入具有两个明显阶段的规律性睡眠状态。
其中最引人关注的,就是类似快速眼动睡眠的阶段。研究人员观察到,蜘蛛的眼部会出现明显移动,同时腿部肌肉也会发生短暂抽动。这些动作并非随机出现,而是具有一定的周期性。
不过,研究团队特别强调,这并不意味着已经证明蜘蛛会做梦。
人类的梦境通常与快速眼动睡眠密切相关,但不能简单地将其他动物出现类似眼球运动和肌肉抽动的行为,直接等同于人类的梦境体验。蜘蛛与人类的神经系统存在巨大差异,外部表现相似,并不代表其大脑内部正在经历完全相同的生理过程。
此次研究还有一个重要限制:科学家无法直接测量蜘蛛在睡眠期间的大脑活动。
与人类可以通过脑电图等设备监测睡眠不同,蜘蛛的神经系统结构更加特殊,研究人员目前主要依靠高分辨率视频记录和行为实验来判断其睡眠状态。因此,蜘蛛在类似REM睡眠阶段究竟发生了什么样的神经活动,目前仍然没有明确答案。
尽管如此,这项发现对于理解睡眠的进化历史具有重要意义。
长期以来,科学家对睡眠的研究主要集中在人类、其他哺乳动物、鸟类和爬行动物等脊椎动物身上。由于这些动物拥有相对复杂且具有一定共同特征的神经系统,研究人员可以比较容易地寻找不同物种之间的睡眠规律。
蜘蛛则完全不同。它们属于节肢动物,神经系统结构与脊椎动物存在明显差异。如果蜘蛛同样具有分阶段睡眠,甚至表现出类似快速眼动睡眠的行为,就意味着复杂睡眠机制可能比过去认为的更加普遍。
这也带来了一个重要的进化问题:类似REM睡眠的机制究竟是不同动物在漫长进化过程中分别独立形成的,还是某些基本睡眠特征早在动物演化的早期阶段就已经出现?
如果不同神经系统结构的动物都能够形成相似的睡眠阶段,研究人员就有机会找到睡眠机制中更加基础、更加普遍的生物学规律。
波恩大学研究团队目前正在将研究扩展到其他蜘蛛物种,以了解这种两阶段睡眠是否只存在于肖蛸蛛,还是蜘蛛类动物普遍具有的生理特征。
研究人员还计划比较实验室饲养的蜘蛛与自然环境中生活的蜘蛛,确定人工光照、温度变化和其他环境因素是否会改变它们的睡眠规律。
此外,蜘蛛的睡眠与认知能力之间是否存在联系,也是研究团队特别感兴趣的方向。由于肖蛸蛛具有复杂的捕猎策略和学习能力,科学家希望进一步了解睡眠是否有助于巩固记忆、处理白天获得的信息,或者改善它们的捕猎行为。
未来研究还将尝试直接测量蜘蛛及昆虫在睡眠期间的神经活动,以确定它们表现出的REM类似行为,是否真的涉及与脊椎动物相似的神经生理机制。
人工夜间照明也是研究团队关注的另一个问题。人造光源正在改变许多动物原本依赖自然昼夜周期形成的活动规律。科学家希望研究夜间照明和气候变化是否会影响蜘蛛的睡眠,以及这种变化可能对生态系统产生什么影响。
这项研究成果于2026年10月26日发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上,论文题为《蜘蛛两阶段睡眠的行为学证据》(Behavioral evidence for two-stage sleep in spiders)。
研究最重要的意义,并不是证明蜘蛛已经拥有类似人类的梦境,而是首次通过系统实验展示了蜘蛛具有受到生物机制调节的分阶段睡眠,其中一个阶段还表现出与脊椎动物快速眼动睡眠相似的特征。
这也提醒科学家,人类并不是唯一拥有复杂睡眠机制的动物。即使是一只体型只有硬币大小、神经系统与人类截然不同的跳蛛,也可能在夜间经历远比简单休息复杂得多的生理过程。至于它们在睡眠期间是否真的会像人类一样做梦,目前仍然是一个等待解答的科学谜题。