Sie jagen geschickt, reagieren auf ihre Umgebung und scheinen nachts in einen Zustand zu wechseln, der erstaunliche Ähnlichkeiten mit unserem Schlaf zeigt. Forschende haben bei einer australischen Springspinne zwei unterschiedliche Schlafphasen beobachtet – darunter eine Phase mit schnellen Augenbewegungen und Muskelzuckungen, die an den menschlichen REM-Schlaf erinnert. Ob die Tiere tatsächlich träumen, ist noch offen. Die Entdeckung wirft jedoch eine größere Frage auf: Wie weit reichen die evolutionären Wurzeln des Schlafs zurück?

Eine winzige Jägerin mit einem überraschenden Geheimnis

Spinnen gehören vermutlich nicht zu den Tieren, bei denen die meisten Menschen zuerst an Schlaf oder gar Träume denken. Sie wirken oft regungslos, können blitzschnell reagieren und sind für ihre komplexen Jagdstrategien bekannt. Doch was passiert, wenn sie tatsächlich ruhen? Ein Forschungsteam um Wissenschaftler der Universität Bonn hat sich mit dieser Frage beschäftigt. Im Mittelpunkt stand die australische Springspinne Portia fimbriata. Diese Art ist besonders interessant, weil sie andere Spinnen jagt und dabei erstaunlich raffinierte Strategien einsetzt. Manche Vertreter der Gattung imitieren beispielsweise die Vibrationen gefangener Beutetiere, um andere Spinnen anzulocken.

Die Forschenden wollten herausfinden, ob diese Tiere tatsächlich schlafen oder lediglich längere Ruhephasen einlegen. Außerdem untersuchten sie, ob sich innerhalb dieser Phasen unterschiedliche Zustände erkennen lassen, die mit den Schlafstadien anderer Tiere vergleichbar sind.

Das Ergebnis war bemerkenswert: Die Beobachtungen sprechen für einen geregelten Schlaf mit zwei unterscheidbaren Phasen. Eine davon weist Verhaltensmerkmale auf, die an den REM-Schlaf von Menschen und anderen Wirbeltieren erinnern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

Wenn sich im Schlaf plötzlich etwas bewegt

Der REM-Schlaf ist eine besondere Schlafphase. Die Abkürzung steht für „Rapid Eye Movement“ – also schnelle Augenbewegungen. Beim Menschen ist diese Phase unter anderem durch charakteristische Augenbewegungen und eine intensive Gehirnaktivität gekennzeichnet. Viele besonders lebhafte Träume werden aus dieser Schlafphase berichtet.Bei der Springspinne beobachteten die Wissenschaftler ebenfalls auffällige Bewegungen während bestimmter Ruhephasen. Dazu gehörten schnelle Augenbewegungen beziehungsweise Bewegungen der Augenstrukturen sowie kurze Muskelzuckungen.

Das allein wäre noch kein ausreichender Beleg für Schlaf gewesen. Schließlich können Tiere auch im Ruhezustand Bewegungen zeigen, ohne tatsächlich zu schlafen. Deshalb untersuchte das Team weitere Verhaltensmerkmale. Die Spinnen wurden über mehrere Tage und Nächte hinweg mit hochauflösenden Kameras beobachtet. In der Dunkelphase kamen Infrarotkameras zum Einsatz, damit die Tiere möglichst ungestört aufgezeichnet werden konnten. Die Forschenden dokumentierten ihre Körperhaltung, Ruhephasen und die wiederkehrenden Episoden mit REM-ähnlichen Bewegungen.

Besonders wichtig war die Frage, wie die Tiere auf äußere Reize reagierten. Denn Schlaf unterscheidet sich von bloßer Ruhe unter anderem dadurch, dass die Reaktionsbereitschaft verändert ist. Die Forschenden setzten akustische Reize ein und untersuchten, wie schnell die Spinnen darauf reagierten. Während bestimmter REM-ähnlicher Phasen waren die Tiere weniger leicht zu wecken. Damit erhielten die Wissenschaftler einen weiteren Hinweis darauf, dass es sich nicht einfach um regungsloses Verharren handelte.

Schlaf nachholen: Ein weiterer Hinweis

Ein besonders interessanter Teil der Untersuchung betraf den sogenannten Schlaf-Rebound. Darunter versteht man die Reaktion auf Schlafmangel: Wird der Schlaf gestört oder verkürzt, kann der Organismus anschließend versuchen, einen Teil davon nachzuholen. Dieses Phänomen ist auch beim Menschen bekannt. Nach einer Phase mit zu wenig Schlaf können sich die Dauer oder die Ausprägung bestimmter Schlafphasen verändern.

Die Forschenden untersuchten, ob sich bei den Spinnen nach einer Störung der Nachtruhe ähnliche Veränderungen beobachten ließen. Tatsächlich zeigten die Tiere anschließend mehr REM-ähnliche Episoden. Zusammen mit den veränderten Reaktionen auf Reize und den wiederkehrenden Schlafphasen stärkt dieser Befund die Interpretation, dass die Spinnen einen regulierten Schlafzustand durchlaufen. Das ist wissenschaftlich bedeutsam, weil sich die Untersuchung nicht allein auf äußerlich erkennbare Bewegungen stützt. Mehrere voneinander unabhängige Verhaltensmerkmale weisen in dieselbe Richtung.

Träumen Spinnen wirklich?

Hier beginnt der besonders faszinierende Teil der Geschichte – und zugleich der Bereich, in dem wissenschaftliche Vorsicht wichtig ist. Bei Menschen wird der REM-Schlaf häufig mit lebhaften Träumen verbunden. Daraus ergibt sich schnell die Frage, ob die Springspinnen während ihrer REM-ähnlichen Phase möglicherweise ebenfalls innere Erlebnisse haben. Die aktuelle Untersuchung kann das jedoch nicht beantworten.

Die Forschenden erfassten das Verhalten der Tiere, konnten aber ihre Gehirnaktivität nicht direkt messen. Deshalb lässt sich nicht feststellen, ob die beobachteten Phasen neurologisch mit dem menschlichen REM-Schlaf übereinstimmen. Ebenso wenig ist bekannt, ob die Spinnen dabei subjektive Erlebnisse haben, die sich sinnvoll mit menschlichen Träumen vergleichen lassen. Auch die beobachteten Bewegungen beweisen nicht, dass die Tiere im Schlaf ihre Jagdstrategien oder andere Erlebnisse erneut durchlaufen.

Die präzise Aussage lautet deshalb: Die Spinnen zeigen einen geregelten Schlaf mit einer REM-ähnlichen Phase. Ob sie träumen, bleibt offen. Gerade diese Unterscheidung macht die Entdeckung interessant. Sie zeigt, dass Wissenschaftler nicht nur nach äußerlichen Ähnlichkeiten suchen, sondern Schritt für Schritt prüfen müssen, welche Schlussfolgerungen die Daten tatsächlich erlauben.

Was hat das mit unserem Schlaf zu tun?

Auf den ersten Blick scheinen die Schlafgewohnheiten einer kleinen Spinne und der menschliche Schlaf wenig miteinander zu tun zu haben. Menschen besitzen ein komplexes Gehirn mit Milliarden Nervenzellen. Spinnen haben ein völlig anders aufgebautes Nervensystem. Dennoch könnte die Untersuchung helfen, grundlegende Eigenschaften des Schlafs besser zu verstehen.

Der menschliche Schlaf besteht aus verschiedenen Stadien, die sich im Laufe der Nacht mehrfach abwechseln. Dazu gehören unterschiedliche Non-REM-Stadien und der REM-Schlaf. Diese Phasen unterscheiden sich unter anderem in ihrer Gehirnaktivität, ihrer körperlichen Ausprägung und ihrer Bedeutung für verschiedene biologische Prozesse. Bei der Springspinne wurden ebenfalls unterscheidbare Schlafzustände und wiederkehrende REM-ähnliche Episoden beobachtet. Das bedeutet nicht, dass ihre Schlafarchitektur mit der des Menschen identisch ist. Es legt aber nahe, dass bestimmte Merkmale eines mehrphasigen Schlafs nicht auf Wirbeltiere beschränkt sein müssen.

Für die Evolutionsbiologie stellt sich damit eine grundlegende Frage: Sind manche Eigenschaften des Schlafs im Verlauf der Evolution mehrfach unabhängig entstanden, oder gehen sie teilweise auf sehr alte biologische Mechanismen zurück? Die neue Studie liefert keine endgültige Antwort. Sie erweitert jedoch die Grundlage, auf der diese Frage untersucht werden kann.

Die innere Uhr der Spinne

Auch aus Sicht der Chronobiologie ist die Untersuchung interessant. Diese Wissenschaft beschäftigt sich mit biologischen Rhythmen und damit, wie Organismen ihre Aktivität zeitlich organisieren. Die Forschenden beobachteten bei Portia fimbriata eine ausgeprägte Tagesaktivität sowie einen zirkadianen Rhythmus. Als zirkadian bezeichnet man biologische Rhythmen, die ungefähr 24 Stunden dauern. Beim Menschen steuert die innere Uhr unter anderem, wann wir müde werden, wann wir besonders leistungsfähig sind und wie sich verschiedene Körperfunktionen im Tagesverlauf verändern.

Bei vielen Tieren sind solche Rhythmen eng mit dem Wechsel zwischen Licht und Dunkelheit verbunden. Die innere Uhr kann sich dabei an äußeren Zeitgebern orientieren, insbesondere am Licht. Gleichzeitig können biologische Rhythmen unter geeigneten Bedingungen auch ohne einen regelmäßigen äußeren Wechsel weiterlaufen. Die Untersuchung der Springspinnen liefert Hinweise darauf, dass auch bei diesen Tieren Aktivität, Ruhe und unterschiedliche Schlafphasen zeitlich organisiert sind.

Daraus folgt allerdings nicht, dass ihre innere Uhr genauso funktioniert wie die des Menschen. Die Studie zeigt vielmehr, dass sich die zeitliche Organisation von Ruhe und Aktivität auch bei Tieren mit einem anders aufgebauten Nervensystem untersuchen lässt. Gerade für die Chronobiologie ist das wertvoll: Wer biologische Rhythmen verstehen möchte, sollte nicht ausschließlich jene Arten untersuchen, deren Physiologie dem Menschen besonders ähnlich ist.

Warum die Forschung jetzt weitergehen muss

Trotz der bemerkenswerten Ergebnisse bleiben zahlreiche Fragen offen. Eine zentrale Aufgabe besteht darin, herauszufinden, ob vergleichbare Schlafphasen auch bei anderen Spinnenarten auftreten. Die Forschenden wollen deshalb die Schlafmuster verschiedener Spinnen miteinander vergleichen. Außerdem soll untersucht werden, ob sich das Verhalten von Tieren in ihrer natürlichen Umgebung von dem unter Laborbedingungen unterscheidet.

Ein weiteres Forschungsfeld ist der Zusammenhang zwischen Schlaf und kognitiven Fähigkeiten. Die raffinierten Jagdstrategien der Gattung Portia werfen die Frage auf, ob bestimmte Schlafphasen mit Lern- oder Gedächtnisprozessen verbunden sein könnten. Ob das tatsächlich der Fall ist und welche Mechanismen dahinterstehen, muss erst untersucht werden.

Auch Umwelteinflüsse könnten eine Rolle spielen. Künstliches Licht in der Nacht verändert bei vielen Lebewesen die natürlichen Licht-Dunkel-Zyklen und kann biologische Rhythmen stören. Ob und wie sich solche Einflüsse auf den Schlaf von Spinnen auswirken, ist eine weitere offene Forschungsfrage.

Langfristig könnten vergleichende Untersuchungen helfen, jene Eigenschaften des Schlafs zu identifizieren, die bei sehr unterschiedlichen Tiergruppen vorkommen. Das wäre ein wichtiger Schritt, um zu verstehen, welche Funktionen des Schlafs besonders grundlegend sind und wie sie sich im Verlauf der Evolution entwickelt haben.

Fazit: Ein Blick auf die Ursprünge des Schlafs

Die australische Springspinne zeigt, dass Schlaf selbst bei einem Tier mit einem völlig anderen Nervensystem komplexer sein kann, als es auf den ersten Blick erscheint. Die beobachteten Schlafphasen, die verminderte Reaktionsbereitschaft und die Veränderungen nach gestörter Nachtruhe liefern überzeugende Verhaltenshinweise auf einen geregelten Schlaf mit einer REM-ähnlichen Phase. Ob die Spinnen tatsächlich träumen, ist damit noch nicht geklärt. Auch eine direkte Gleichsetzung mit dem menschlichen REM-Schlaf wäre verfrüht.

Die Entdeckung eröffnet jedoch eine spannende Perspektive: Möglicherweise lassen sich grundlegende Eigenschaften des Schlafs nicht nur bei Säugetieren und Vögeln untersuchen, sondern auch bei Tieren, deren Nervensystem ganz anders organisiert ist.

Für die Chronobiologie bedeutet das eine Erweiterung des Blickwinkels. Schlaf und biologische Rhythmen sind keine Themen, die ausschließlich den Menschen betreffen. Wer ihre Grundlagen verstehen möchte, muss auch dort hinschauen, wo man sie zunächst am wenigsten vermutet – beispielsweise bei einer kleinen Spinne, die nachts unter ihrem Gespinst ruht.