Estudio sobre el sueño REM en los arácnidos ¿Sueñan las arañas con ovejas de ocho patas?

Mientras dormimos, nuestro cuerpo descansa, pero el cerebro se mantiene muy activo: durante la fase REM, los ojos se mueven rápidamente y soñamos; los perros, en ocasiones, «corren» con todo el cuerpo sin moverse del sitio… ¿y las arañas? Investigadores del Instituto de Biología Organísmica de la Universidad de Bonn han estudiado a la araña saltadora australiana para averiguar si también experimenta la fase REM.

Las arañas son el tema de muchas pesadillas. Pero, ¿sueñan realmente las arañas? ¿Y duermen acaso como los seres humanos y otros vertebrados, que pasan por diferentes fases del sueño? Un equipo de la Universidad de Bonn, dirigido por la Dra. Daniela C. Rößler, ha investigado estas cuestiones. Para ello, la directora del grupo Emmy Noether, junto con su equipo del Instituto de Biología Organísmica, ha registrado en alta resolución y ha sometido a pruebas experimentales el comportamiento de la araña saltadora australiana Portia fimbriata durante varios días y noches. Hasta ahora, no existían pruebas experimentales del comportamiento del sueño en las arañas.

Ocho ojos, unos hábitos de sueño desconocidos

A partir de los datos de vídeo de las arañas, los científicos llegaron a las siguientes conclusiones: la araña presenta un sueño auténtico y regulado con dos fases claramente diferenciadas, entre ellas un estado similar al sueño REM con movimientos oculares y espasmos musculares. De este modo, según sus propias declaraciones, el equipo dirigido por Rößler ofrece la primera confirmación exhaustiva del comportamiento del sueño en una araña.

Los científicos observaron ejemplares de la especie Portia fimbriata, cada uno en pequeños cuencos de plástico de doce centímetros de diámetro, en diferentes condiciones de iluminación durante varios días, con el fin de registrar los ritmos diurnos y nocturnos. Para las grabaciones nocturnas, utilizaron cámaras infrarrojas con el fin de documentar detalladamente la posición al dormir, las fases de reposo y las fases similares a la fase REM. Los investigadores comprobaron si los animales se encontraban realmente en estado de sueño mediante estímulos acústicos y midiendo el tiempo de reacción ante ellos. Además, comprobaron si las arañas mostraban un «rebote del sueño» tras una interrupción del mismo, es decir, si recuperaban el sueño perdido.

La araña saltadora Portia fimbriata

Las especies del género Portia se alimentan de otras arañas. Sus variadas estrategias de caza suelen interpretarse como una muestra de inteligencia: por ejemplo, imitan las vibraciones de los insectos que se retuercen al quedar atrapados en la telaraña para atraer a las arañas tejedoras. Este sofisticado comportamiento de caza sugiere que poseen una capacidad de aprendizaje especial. Esto es lo que hace que esta araña resulte tan interesante para la investigación. 

Aunque sus capacidades cognitivas sean posiblemente grandes, sus dimensiones corporales son más bien modestas: la araña saltadora australiana Portia fimbriata, en su edad adulta, tiene aproximadamente el tamaño de una moneda de un euro.

Experimentos en vídeo con arañas dormidas

El mayor reto consistió en encontrar, para los experimentos de despertar, un estímulo al que los animales reaccionaran de forma fiable. Y es que las arañas perciben el mundo de una forma muy diferente a como lo hacen las personas. Al mismo tiempo, los científicos tuvieron que procurar no sobreinterpretar los movimientos similares a los de la fase REM, sino comprobar paso a paso si realmente estaban asociados a dicha fase del sueño. Todos estos experimentos se llevaron a cabo sin poder medir la actividad cerebral de las arañas. Las interpretaciones de los investigadores se basan exclusivamente en el comportamiento de los animales. Esto requirió una documentación en vídeo muy detallada y, sobre todo, prolongada, con conjuntos de datos igualmente extensos.

¿Para qué sirve la investigación sobre el sueño en las arañas?

Los resultados ayudan a comprender cómo ha evolucionado el sueño y hasta qué punto están extendidos los estados similares a la fase REM en el reino animal. Esto abre nuevas perspectivas para la biología comparativa del comportamiento, la neurobiología y la cronobiología, así como para la investigación de sistemas nerviosos más simples.

Basándose en los resultados del estudio, los investigadores de Bonn recomiendan no limitar el estudio del sueño a los organismos modelo clásicos o a los vertebrados, sino ampliar el campo desde el punto de vista taxonómico. En concreto, los expertos deberían estudiar el sueño en animales que posean sistemas nerviosos muy diferentes o que muestren adaptaciones extremas. Según los investigadores de Bonn, esto podría ayudar a identificar principios universales y una función potencialmente primitiva del sueño. Y es que, a pesar de la intensa investigación realizada sobre el tema, todavía existen sorprendentemente muchas lagunas en la comprensión del sueño, tanto en las arañas como en nosotros, los seres humanos.

Perspectivas

El equipo dirigido por la jefa de grupo Rößler quiere investigar cómo se ha desarrollado el sueño, especialmente el sueño similar a la fase REM, en toda la diversidad de las arañas. Además, los investigadores comparan el comportamiento del sueño de las arañas en la naturaleza y en el laboratorio. Otros estudios tienen como objetivo aclarar cómo se relaciona el sueño con las capacidades cognitivas y qué ocurre en el cerebro de los arácnidos y los insectos durante el sueño. Además, los científicos de Bonn desean comprender cómo el cambio climático y otras influencias antropogénicas afectan al comportamiento del sueño de estos animales. En este sentido, se presta especial atención a las consecuencias de la contaminación lumínica.

Publicación original: Nadja Geiger, Maxim Q. Capelle, Phillip Rosentreter, Marie E. Herberstein, Armin Bahl, Massimo De Agrò, Barrett A. Klein, Daniela C. Rößler: Evidencia conductual del sueño en dos fases en las arañas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América (PNAS), DOI: 10.1073/pnas.2618030123