Les araignées semblent avoir un sommeil paradoxal et peuvent même rêver

Interdite de son laboratoire par des restrictions pandémiques, l’écologiste comportementale Daniela Rößler a attrapé des araignées sauteuses locales et les a gardées dans des boîtes en plastique transparent sur le rebord de sa fenêtre, prévoyant de tester leurs réactions à des modèles imprimés en 3D d’araignées prédatrices. En rentrant du dîner un soir, cependant, elle a remarqué quelque chose d’étrange. “Ils étaient tous suspendus au couvercle de leurs boîtes”, explique Rößler, chercheur postdoctoral à l’Université de Constance en Allemagne. Elle n’avait jamais vu d’araignées sauteuses suspendues immobiles sur des lignes de soie comme celle-ci auparavant. “Je n’avais aucune idée de ce qui s’était passé”, dit Rößler. “Je pensais qu’ils étaient morts.”

Il s’avère que les araignées sauteuses étaient simplement endormies – et que Rößler avait découvert une autre habitude de sommeil de l’espèce Évarcha arquée, qui était connu pour construire des tanières en soie dans des feuilles mortes enroulées. Mais la vraie surprise est venue quand elle a décidé de les espionner toute la nuit. Elle a acheté une caméra de vision nocturne bon marché, y a collé des lentilles grossissantes (E. arcuata mesure généralement environ six millimètres de long) et l’a dirigé vers une araignée femelle endormie. Ce que Rößler a vu sur l’enregistrement l’a étonnée.

Un mâle de l’espèce d’araignée sauteuse Évarcha arquée. Crédit : Daniela C. Roessler

La plupart du temps, l’araignée s’y est simplement accrochée. Mais ensuite, ses jambes ont commencé à se contracter, et son abdomen et même ses filières productrices de soie ont fait de même. Parfois, ses jambes se repliaient vers son sternum. Avec chaque araignée enregistrée par Rößler, ces mouvements étranges n’apparaissaient que lors d’épisodes distincts qui duraient un peu plus d’une minute et se produisaient périodiquement tout au long de la nuit. “Ils tremblaient juste de manière incontrôlable d’une manière qui ressemblait vraiment beaucoup à quand des chiens ou des chats rêvaient et avaient leurs petites phases REM”, dit-elle.

Le sommeil à mouvements oculaires rapides (REM) implique un état de paralysie musculaire partielle ou quasi totale associé à un état cérébral actif et éveillé, c’est pourquoi il est parfois appelé «sommeil paradoxal». Chez l’homme, cet état a été fortement lié au rêve. Rößler et ses collègues se sont demandé si les araignées tremblantes pouvaient vivre quelque chose comme une phase de sommeil paradoxal et peut-être même avoir des rêves. “Nous étions comme, ‘D’accord, ce serait fou'”, dit-elle. Puis elle s’est dit : « Allons-y », et a immédiatement changé ses plans de recherche sur les araignées.

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Il existe de nombreuses preuves du sommeil paradoxal ou d’un état analogue chez de nombreux mammifères et oiseaux. Les scientifiques ont également trouvé quelque chose de similaire chez deux espèces de reptiles et des indices d’un état similaire chez le poisson zèbre. Les pieuvres et les seiches semblent avoir une phase REM, avec des mouvements oculaires, des contractions des bras et des changements rapides de couleur et de texture de la peau qui ressemblent aux parades qu’ils effectuent lorsqu’ils sont éveillés. Au-delà de ces animaux, il y a des lueurs mais peu de preuves du sommeil paradoxal chez les invertébrés, y compris les insectes et les arachnides.

“Cela ne m’étonnerait pas du tout si [jumping spiders] ayez des rêves », explique l’écologiste comportementale Lisa Taylor, qui étudie les araignées à l’Université de Floride et n’a pas participé à la nouvelle recherche. “Ils vivent dans un monde sensoriel si riche, et nous savons qu’ils ont des capacités cognitives et une mémoire incroyables.”

Les araignées sauteuses offraient une occasion unique d’étendre le domaine des animaux rêveurs, en partie à cause d’aspects particuliers de leur anatomie oculaire. Bien que la plupart des araignées ne puissent pas bouger les yeux même lorsqu’elles sont éveillées, les araignées sauteuses ont de longs tubes qui déplacent leurs rétines derrière leurs grands yeux principaux. De plus, pendant les premiers jours de leur vie, l’exosquelette des araignées est translucide, de sorte que ces tubes oculaires sont visibles à l’intérieur de leur tête.

Les araignées sauteuses découvertes dormant suspendues sur une ligne de soie subissent des contractions musculaires et des mouvements oculaires similaires à la phase de sommeil paradoxal associée au rêve chez l’homme. Les scientifiques ont révélé les mouvements oculaires en enregistrant le sommeil de bébés araignées avec des exosquelettes translucides, révélant le mouvement des tubes qui contrôlent la position de leurs rétines à l’intérieur de leur tête. Crédit : Daniela C. Rößler

Lorsque Rößler a enregistré 34 araignées endormies, elle a découvert que leurs secousses étaient accompagnées de mouvements indubitables du tube oculaire qui ne se produisaient pas pendant les autres phases du sommeil. “C’est beau. Je veux dire, c’est fou. Cela fait immédiatement réfléchir un chercheur sur le sommeil au sommeil à mouvements oculaires rapides », explique l’entomologiste Barrett Klein, qui étudie le sommeil des abeilles à l’Université du Wisconsin-La Crosse et n’a pas été directement impliqué dans les travaux de Rößler. “Et avoir la première indication que vous pourriez étudier une telle chose ou que c’est même pertinent chez les arthropodes est passionnant pour moi.”

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Mais il est trop tôt pour dire avec certitude que les araignées connaissent quelque chose qui ressemble au sommeil paradoxal chez l’homme, prévient Klein. Les chercheurs doivent d’abord confirmer que les araignées sont réellement endormies pendant cette phase en montrant qu’elles sont moins sensibles à leur environnement, dit-il.

Rößler et son « équipe de rêve » de co-auteurs ont déjà commencé ces tests. Et elle souligne que le curling des jambes est un aspect particulièrement frappant de la phase de type REM des araignées, car cette pose n’est généralement observée que chez les araignées mortes. Les araignées utilisent la pression hydraulique maintenue par les muscles pour garder leurs jambes étendues, et le curling pourrait résulter de la paralysie musculaire qui caractérise le sommeil paradoxal. Les premiers résultats de l’équipe ont été publiés lundi dans Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis.

Les vidéos à elles seules sont assez convaincantes, déclare Niels Rattenborg, qui étudie le sommeil des oiseaux à l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique à Seewiesen, en Allemagne, et n’a pas participé à la nouvelle étude. “Si je devais parier de l’argent, et ce n’est pas très scientifique, mais je prédirai qu’ils dorment”, en partie parce que les mouvements ne semblent pas déterminés comme ceux que font les araignées lorsqu’elles sont éveillées, dit-il.

Pour montrer que le sommeil des arachnides est de type REM, les scientifiques auront également besoin de preuves que le cerveau des araignées est actif lorsqu’elles se contractent et bougent les yeux, explique Rattenborg. Mesurer l’activité dans un cerveau de la taille d’une graine de pavot sera difficile, mais Rößler dit qu’il existe des moyens potentiels de le faire. Par exemple, d’autres scientifiques ont récemment découvert comment insérer une électrode dans le cerveau d’une autre espèce d’araignée sauteuse sans dégonfler son corps sous pression et sans le tuer.

L’étude du sommeil paradoxal chez un large éventail d’espèces, y compris ces araignées, pourrait nous aider à mieux comprendre comment il fonctionne et pourquoi il existe, dit Rattenborg. Certains ont émis l’hypothèse que les mouvements oculaires caractéristiques du sommeil paradoxal chez l’homme reflètent des scènes visuelles qui se déroulent pendant le rêve. Cela soulève la possibilité passionnante que d’autres animaux qui ont un état de type REM vivent également des rêves. Bien sûr, les scientifiques ne peuvent pas interroger les animaux sur leurs rêves, mais mesurer l’activité cérébrale pourrait un jour être une autre façon d’aborder la question. Nous apprenons encore quels modèles d’activité cérébrale sont corrélés avec le rêve chez l’homme, explique la neuroéthologue Teresa Iglesias, qui étudie le sommeil des céphalopodes à l’Institut des sciences et technologies d’Okinawa au Japon et n’a pas participé à la recherche sur les araignées sauteuses. “Il est donc très tôt pour s’attendre à pouvoir identifier le rêve de manière physiologique chez d’autres animaux”, dit-elle.

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Pourtant, alors que les indices que les animaux non humains rêvent continuent de s’accumuler, les implications philosophiques sont potentiellement énormes, déclare David Peña-Guzmán, philosophe à l’Université d’État de San Francisco et auteur du nouveau livre Quand les animaux rêvent : le monde caché de la conscience animale. Rêver offre un point d’entrée dans des questions de conscience chez d’autres animaux : il est difficile d’imaginer que même un simple rêve soit possible sans que quelque chose comme un ego ou un « je » en fasse l’expérience, ajoute-t-il. Donc, si les araignées rêvent, “cela pourrait signifier que nous commençons à parler d’araignées ayant quelque chose comme un moi minimal”, explique Peña-Guzmán, qui n’a pas participé à la recherche sur les araignées.

Les tubes oculaires visibles des araignées sauteuses pourraient offrir un moyen de tester la théorie selon laquelle les mouvements oculaires rapides sont liés à des séquences de rêves visuels et si ces scènes sont des rediffusions de choses dont les arachnides ont été témoins alors qu’ils étaient éveillés, dit Rößler. Il peut être possible de jouer aux araignées une vidéo d’une scène simple de, disons, un saut de cricket tout en suivant et en mesurant leurs mouvements oculaires, puis de voir si ces mouvements sont recréés pendant le sommeil.

Rößler souhaite également rechercher le sommeil paradoxal chez d’autres espèces d’araignées et souligne qu’il peut sembler très différent chez les animaux qui dépendent davantage de sens autres que la vision, comme les araignées qui utilisent des vibrations dans leurs toiles pour détecter quand une proie est capturée. “Peut-être que les tisserands d’orbes rêvent dans les vibrations”, dit-elle. “Je pense que l’histoire est probablement que REM est tout aussi universel dans le règne animal que le sommeil, mais nous n’avons tout simplement pas regardé.”

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