私たちの睡眠は、脳活動の周期によって特徴づけられている。最もよく知られているのは、レム睡眠（REM：Rapid Eye Moving – 急速眼球運動）だろう。レム睡眠中は、筋肉の制御が効かなくなり、痙攣や麻痺を引き起こすのが特徴で、その名の通り急速な眼球運動も見られる。レム睡眠は脊椎動物に広く存在し、多くの哺乳類や鳥類に見られるが、トカゲでも同様の時間帯が観察されていた。だが、今回新たな報告では、“クモ”が、レム睡眠の特徴を全て備えた動きを示し、レム睡眠を行っている可能性が見られたとの事だ。

多くの偉大な発見が偶然によってもたらされたように、この発見もまた偶然の出来事から発見された。

ドイツ・コンスタンツ大学とマックス プランク動物行動研究所の研究員でこの論文の著者である、行動生態学者のDaniela C. Rößler氏は、パンデミックの規制により研究室に入る事が出来なくなったため、自宅で研究を続けようと試みた。地元のハエトリグモを捕まえ、透明なプラスチックの箱に入れて窓辺に置き、その後、3Dプリントした捕食グモの模型に反応するかどうかテストするつもりだったのだ。しかし、ある晩、夕食から帰宅したとき、彼女は奇妙なことに気づいた。Rößler氏は、「クモが箱の蓋にぶら下がっていたのです。」とScientific Americanに語った。彼女はこれまで、このように糸にぶら下がって動かないハエトリグモを見たことがなかったのだ。「何が起こったのか見当もつきませんでした。私は彼らが死んだのかと思いました」とRößler氏は当時の様子を語っている。

このクモは、これまで丸まった枯葉の中に糸の寝床を作ることは知られていたが、新たにRößler氏はこのクモの別の睡眠習慣を発見したのだ。しかし、真に驚くべき発見は、この後だ。彼女はナイトビジョンカメラを購入し、このクモの睡眠状態を観察しようと試みた。眠っているメスのクモを一晩中録画し、その後映像を見て、Rößler氏は驚いたという。

ほとんどの場合、ハエトリグモはただそこにぶら下がっているだけだった。しかし、脚が痙攣し始め、腹部や絹を作る紡錘も痙攣した。時には脚が胸骨のほうに丸まっていくこともある。Rößler氏が記録したすべてのクモで、こうした奇妙な動きは、一晩中周期的に起こる1分強のはっきりとした発作のときだけ現れた。「犬や猫が夢を見ているときのレム睡眠期と同じように、クモは制御不能なほど痙攣していたのです」と彼女は言う。

レム睡眠は、筋肉の一部または全体が麻痺している状態と、脳の活動が活発で覚醒状態に近い状態とが対になっており、そのため「逆説睡眠」と呼ばれることがある。ヒトの場合、この状態は夢を見ることと強く結びついている。Rößler氏と彼女の同僚たちは、痙攣するクモがレム睡眠期のようなものを経験していて、もしかしたら夢を見ているかもしれないと考えた。

何をもって睡眠とするかは必ずしも明確ではなく、また、多くの動物が脊椎動物のような目の動きをしないため、脊椎動物以外の動物で何が起こっているのかを知るのは少し難しい。しかし、研究チームは、睡眠中に目の内部の向きを変えることができるハエトリグモのグループを特定した。

ハエトリグモの目には網膜管と呼ばれる構造があり、これを動かして視界を特定の場所に向けることができる。この網膜管は、成体ではクモの表皮にある色素のために見えない。しかし、孵化したばかりのクモは、半透明の体で網膜管の動きを追跡できるように、時間をかけてその色素を発達させる。

そこで研究チームは、クモの一晩の休息にレム睡眠のような段階があるかどうかを確認する絶好の機会だと考えたのである。「レム睡眠の最も顕著な指標は、この段階での目の動きである。しかし、可動眼は限られた系統でしか進化しておらず、昆虫やほとんどの陸上節足動物には見られない適応であるため、種を越えた比較は制限されています。このジャンピングスパイダーには、その制約が当てはまりません。」と研究チームは書いている。

そこで研究チームは、実験室の明かりを消してクモを睡眠状態にし、赤外線カメラであらゆる動きを追跡した。

結果、哺乳類に見られるような急速な眼球運動が、網膜管の動きとはいえ、クモにも周期的に見られた。この現象は個体によって多少の差はあるものの、概ね同じような時間が続き、同じような周期で繰り返されたのだ。

さらに重要なことは、網膜管の動きがクモの脚の痙攣や巻きつきと関連していることが多いことである。眼球運動のうち脚の痙攣と関連していたのは40％程度だったが、睡眠期間中に起こった脚の痙攣はすべて眼球運動と関連していた。

この行動は、人間のレム睡眠と同じ機能を果たしているが、レム睡眠を表しているとは言い切れない。しかし、物理的には、その特徴があり、これは重要な意味をもっている。「これらの特徴的なレム睡眠様行動が、高度に視覚的で長く分岐した系統に存在することは、この睡眠状態に関する我々の理解をさらに困難にします。」と、研究者らは述べている。

つまり、クモの睡眠には視覚的な夢も含まれるかもしれないし、視覚と関係する機能があるかもしれない。視覚にあまり頼らず、例えば振動で世界を感じ取る他のクモは、レム睡眠の経験が異なるかもしれない。

他の睡眠生物に関する研究が進めば、さらに多くのことが明らかになり、睡眠の目的、そして夢の目的について新たな洞察が得られるかもしれない。

研究チームは、「睡眠は動物界に普遍的なものですが、レム睡眠が同様に普遍的であるかどうか、また、これらの睡眠相が視覚の乏しい種でどのように表現されるかは、まだ実証されていません」と書いている。

「逆に、レム睡眠中の眼球運動は、視覚脳に特有の特徴である可能性があり、この収斂進化は、視覚に特化した何らかの重要な機能を示唆しています。」とのことだ。