Eine australische Springspinne verbringt die Nacht nicht einfach reglos in ihrem Seidennest, sondern durchläuft mindestens zwei klar unterscheidbare Schlafstadien. In einer REM-ähnlichen Phase bewegen sich ihre Netzhäute hinter den unbeweglichen Augenlinsen, während Beine und Mundwerkzeuge zucken. Nach einer gestörten Nacht holten die Tiere besonders viel von genau dieser aktiven Schlafphase nach. Damit rückt eine Frage näher, die bisher kaum experimentell geprüft werden konnte: Wie ähnlich ist der Schlaf einer Spinne unserem eigenen?
Portia fimbriata hängt beim Schlafen kopfüber unter einer kleinen selbst gesponnenen Plattform und zieht ihre Beine dicht an den Körper. Ein Team um Nadja Geiger und Daniela C. Rößler vom Bonner Institut für Organismische Biologie filmte die Springspinne über mehrere Tage und Nächte hochauflösend. Die Tiere sind ausgewachsen ungefähr so groß wie eine Ein-Euro-Münze, besitzen auffällige nach vorn gerichtete Augen und jagen andere Spinnen mit ungewöhnlich flexiblen Strategien. Gerade weil Portia tagsüber stark visuell orientiert ist und nachts eine klare Ruhehaltung einnimmt, lässt sich ihr Wechsel zwischen Wachsein und Schlaf im Video besonders gut verfolgen.
Die Universität Bonn beschreibt die Versuche als erste umfassende experimentelle Bestätigung eines regulierten Schlafs bei einer Spinne. Das Team beobachtete nicht nur Ruhe und Zuckungen, sondern prüfte mit Geräuschen, wie schnell die Tiere in verschiedenen Zuständen reagierten. Zusätzlich störten die Biologen gezielt eine Nacht und untersuchten, ob die Spinnen den verlorenen Schlaf anschließend nachholen. Genau diese Kombination aus Ruhehaltung, innerem Tagesrhythmus, verringerter Reaktionsbereitschaft und Schlaf-Rebound macht den Befund stärker als frühere reine Videoaufnahmen.
Für die Experimente saßen einzelne Portia-fimbriata-Spinnen in Kunststoffschalen mit zwölf Zentimetern Durchmesser, deren Lichtverhältnisse kontrolliert verändert wurden. Nachts zeichneten Infrarotkameras die Tiere auf, ohne sie mit sichtbarem Licht zu stören. In der ruhigen Phase hing eine Spinne weitgehend bewegungslos unter ihrem Seidennest, während ihr Körper im Verlauf der Nacht langsam absank und die Pedipalpen näher an den Körper rückten. Dazwischen traten kurze aktive Episoden auf, in denen Beine einrollten, Muskeln zuckten und sich die Netzhäute in den großen Hauptaugen schnell bewegten.
Springspinnen können ihre großen äußeren Augenlinsen nicht wie Menschen in den Augenhöhlen drehen. Stattdessen verschieben sie im Inneren die röhrenförmigen Netzhäute, wodurch sich ihr Blickfeld verändert, obwohl die sichtbare Linse an Ort und Stelle bleibt. In der Studie dienten diese Retina-Bewegungen deshalb als besonders auffälliges Merkmal der REM-ähnlichen Phase. Zusammen mit den Muskelzuckungen erinnert der Ablauf an Kennzeichen des REM-Schlafs von Wirbeltieren, doch die Forscher verwenden bewusst den Begriff „REM-ähnlich“, weil bei den Spinnen keine Hirnaktivität gemessen wurde.
Bei zehn detailliert gefilmten Tieren registrierte das Team insgesamt 109 REM-ähnliche Episoden, die im Mittel ungefähr 83 Sekunden dauerten. Die nächtliche Schlafperiode erstreckte sich im Durchschnitt über etwa 10,7 Stunden und enthielt kurze Wachphasen. Der erste aktive Abschnitt begann im Mittel mehrere Stunden nach dem Einschlafen, wobei der Zeitpunkt zwischen den einzelnen Spinnen deutlich schwankte. Damit erscheint der Schlaf nicht als zufällige Folge einzelner Zuckungen, sondern als wiederkehrende zeitliche Struktur mit ruhigen und aktiveren Abschnitten.
Solche Bewegungen waren bereits bei einer anderen Springspinne beobachtet worden, doch damals blieb offen, ob die Tiere tatsächlich schliefen. Genau hier setzt die neue Arbeit an und ergänzt die sichtbaren Bewegungen durch experimentelle Tests. Dass Springspinnen über hoch entwickelte Augen und ungewöhnliche Jagdstrategien verfügen, passt zu ihrer Stellung innerhalb einer großen und vielfältigen Tiergruppe; einen Überblick über den Meilenstein von 50.000 beschriebenen Spinnenarten gibt ein früherer Beitrag von Forschung und Wissen. Portia selbst gehört zu den Arten, deren Verhalten besonders stark von Sehen, Lernen und situationsabhängigen Entscheidungen geprägt ist.
Ob die Springspinne in den beobachteten Phasen wirklich schläft, prüften die Forscher mit einem standardisierten akustischen Reiz. Wache Tiere reagierten in den ausgewerteten Versuchen im Mittel nach etwa 1,7 Sekunden, während die Reaktion in der ruhigen Schlafphase rund 2,7 Sekunden dauerte. Während einer REM-ähnlichen Episode stieg die mittlere Reaktionszeit auf etwa 4,3 Sekunden. Vier Spinnen reagierten in dieser Phase innerhalb des zehn Sekunden langen Beobachtungsfensters überhaupt nicht, waren beim späteren Test im Wachzustand aber sofort ansprechbar.
Eine langsamere Reaktion allein würde Schlaf noch nicht eindeutig beweisen, weil auch andere Zustände ein Tier träge machen können. Zusammen mit dem regelmäßigen Tag-Nacht-Rhythmus, der typischen Schlafhaltung und dem späteren Nachholen verlorener Ruhe entsteht jedoch ein konsistentes Verhaltensbild. Das ist bei einem Tier mit völlig anderem Nervensystem besonders interessant, weil vergleichbare Schlafkriterien bisher überwiegend an Wirbeltieren und wenigen anderen Tiergruppen geprüft wurden. Die Studie verschiebt damit die Grenze dessen, was sich über Schlaf allein aus Verhalten experimentell absichern lässt.
Für den entscheidenden Belastungstest setzten die Forscher den Spinnen nachts jeweils 25 lebende Fruchtfliegen in die Schale. Die ständig verfügbaren Beutetiere hielten die visuellen Jäger häufiger aktiv und störten ihre normale Nachtruhe. In der folgenden Erholungsnacht wuchs die gesamte Schlafperiode nur moderat, während die Zeit in REM-ähnlichen Episoden von durchschnittlich etwa 9,4 auf 16,9 Minuten stieg. Das entspricht einer Zunahme von ungefähr 80 Prozent, die vor allem durch mehr REM-ähnliche Episoden und nicht durch längere Einzelphasen entstand.
Fünf ungestörte Kontrolltiere zeigten diesen Anstieg über aufeinanderfolgende Nächte nicht. Der Rebound ist deshalb ein zentraler Hinweis darauf, dass der aktive Zustand reguliert wird und für die Spinne mehr bedeutet als zufällige Muskelaktivität im Ruhezustand. Auch andere komplexe Verhaltensweisen von Spinnen lassen sich inzwischen experimentell bis zu ihren biologischen Grundlagen verfolgen, etwa bei extremen Paarungsstrategien von Witwenspinnen. Beim Schlaf liefert Portia nun ein Modell, an dem sich Regulation, Lernen und Nervensystem gemeinsam untersuchen lassen.
Spinnen und die Abstammungslinie der Wirbeltiere sind seit mehr als einer halben Milliarde Jahren evolutionär getrennt, und ihre Nervensysteme sind völlig unterschiedlich aufgebaut. Eine vergleichbare Gliederung des Schlafs kann deshalb zwei grundsätzlich verschiedene Erklärungen haben: Entweder reichen bestimmte Schlafmechanismen sehr weit in die Tiergeschichte zurück, oder ähnliche biologische Anforderungen haben mehrfach unabhängig zu ähnlichen Lösungen geführt. Welche Variante zutrifft, lässt sich aus einer einzigen Spinnenart noch nicht entscheiden. Die Autoren wollen deshalb weitere Spinnenlinien untersuchen und Tiere aus dem Labor mit Populationen in freier Natur vergleichen.
Besonders spannend ist die Verbindung zwischen Schlaf und den anspruchsvollen Jagdleistungen von Portia. Diese Springspinnen können in fremden Netzen Vibrationen erzeugen, die an gefangene Beute erinnern, und damit die Netzbesitzer anlocken. Solche Handlungen verlangen genaue Sinnesinformationen und flexible Reaktionen, weshalb sich die Frage stellt, ob die aktive Schlafphase bei Verarbeitung oder Stabilisierung von Erfahrungen eine Rolle spielt. Belegt ist diese Funktion bislang nicht; die neue Untersuchung zeigt zunächst, dass der Zustand regelmäßig auftritt, die Reaktionsbereitschaft verändert und nach Schlafverlust bevorzugt nachgeholt wird.
Der Vergleich mit menschlichem REM-Schlaf endet an einem entscheidenden Punkt: Die Forscher zeichneten keine Hirnaktivität der Spinnen auf. Augenbewegungen, Beinrollen und Muskelzucken können einen REM-ähnlichen Zustand kennzeichnen, verraten aber nicht, ob eine Springspinne dabei Bilder, Jagdszenen oder andere subjektive Erlebnisse hat. Träume lassen sich bei einem Tier ohne sprachliche Rückmeldung ohnehin nur indirekt erschließen, und für Portia fehlen dafür derzeit die nötigen neuronalen Messungen.
Was die Kamera tatsächlich festhält, ist bereits ungewöhnlich genug. Unter dem dünnen Seidendach hängt eine münzgroße Springspinne kopfüber, wird über lange Zeit still und beginnt dann für kurze Abschnitte mit den Beinen und den hinter den Augenlinsen liegenden Netzhäuten zu zucken. Wird ihre Nacht gestört, tauchen genau diese aktiven Episoden später häufiger wieder auf. Das kleine Tier im Seidennest liefert damit einen messbaren Schlafrhythmus, während die Frage nach dem Inhalt dieses Schlafs vorerst offen bleibt.
Proceedings of the National Academy of Sciences, Behavioral evidence for two-stage sleep in spiders; doi:10.1073/pnas.2618030123
Universität Bonn, Wie tief schlafen Spinnen?
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