Sleeping with eight eyes open: Morphologie, Funktion, Ökologie und Evolution des Schlafs bei Spinnen

• Antragstellerin: Dr. Daniela Rößler
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 542896018

Schlaf gehört zu den universellsten Verhaltensweisen im Tierreich und bleibt dennoch eines der am wenigsten verstandenen Phänomene. Trotz jahrzehntelanger intensiver Forschung sind wir nach wie vor weit davon entfernt, die Funktion, Evolution und Ökologie des Schlafs in vollem Umfang zu begreifen. Obwohl allgemeiner Konsens über die Universalität von Schlaf bei Tieren besteht, stellt der REM (rapid eye movement) Schlaf nach wie vor ein Rätsel dar. Bislang wurde REM-Schlaf eindeutig nur bei Säugetieren, Vögeln, Reptilien und kürzlich auch bei Kopffüßern nachgewiesen. Allerdings konzentrierte sich die Schlafforschung überwiegend auf traditionelle Modellorganismen unter Laborbedingungen, sodass die tatsächliche Vielfalt an Schlafformen im Tierreich noch nicht erfasst wurde. Daraus resultiert ein mangelndes Verständnis für die Entstehung und Evolution der verschiedenen Schlafkomponenten. Eine Erweiterung der Schlafforschung auf Nicht-Modell-Arten und die Untersuchung von Schlafverhalten in natürlicher Umgebung sind daher entscheidende Schritte hin zu einem umfassenderen Verständnis. Unsere Forschung wird das Wissen über die Morphologie, Funktion, Ökologie und Evolution des Schlafs, insbesondere des REM-Schlafs, mithilfe von Spinnen erweitern. Schlaf bei Spinnen blieb bis vor Kurzem weitgehend unerforscht. In meiner jüngsten Forschung identifizierte ich REM-schlafähnliche Zustände bei Springspinnen und fand ähnliche Verhaltensmuster in anderen Spinnenfamilien. Diese Entdeckungen stellen unser bisheriges Verständnis von REM-Schlaf, seiner Herkunft, Funktion und Evolution in Frage. Spinnen bieten eine hervorragende Möglichkeit zur Erforschung dieser Fragen, sowohl im Labor als auch im Freiland. In einem ersten Schritt werden wir Schlaf und REM-ähnlichen Schlaf bei Spinnen experimentell nachweisen. Anschließend werden wir aktuell vorgeschlagenen Funktionen von REM-Schlaf testen, indem wir die Auswirkungen von Schlafunterbrechungen auf Kognition, Koordination sowie auf Fitness untersuchen. Darüber hinaus werden wir uns der Ökologie widmen, indem wir natürlichen Schlaf von Spinnen in freier Wildbahn erfassen und den Einfluss abiotischer und biotischer Faktoren untersuchen. Schließlich werden wir mithilfe ausgewählter Vertreter verschiedener Spinnenfamilien Merkmale der Schlafarchitektur, Ökologie, sensorische Modalitäten und Anatomie in bestehende phylogenetische Modelle integrieren, um die Evolution des REM-Schlafs bei Spinnen zu rekonstruieren. Dieses Forschungsprogramm wird wichtige Einblicke darüber liefern, wie Ökologie und sensorische Eigenschaften den Schlaf, insbesondere den REM-Schlaf, beeinflussen und wie sie sich im Laufe der Evolution entwickelt haben. Schließlich wird diese Arbeit die Art und Weise, wie wir den REM-Schlaf erforschen, revolutionieren, indem sie das Feld für den diversesten Tierstamm unseres Planeten öffnet und einen völlig neuen Ansatz für experimentelle und vergleichende Untersuchungen ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen