잠을 빼앗긴 깡충거미, 렘수면 닮은 잠이 80% 늘었다

초파리 때문에 하룻밤 잠을 설치게 한 깡충거미가 다음 날 밤 그 잠을 보충하는 데 거의 모든 추가 시간을 눈이 떨리고 다리가 꿈틀거리는 렘수면과 유사한 단계에 할애한 것으로 나타났다. 열세 마리의 깡충거미를 대상으로 한 실험에서, 한 번의 수면 방해 후 렘수면 유사 상태에 머문 시간이 약 5분의 4 증가했다.

이러한 반동(rebound)은 거미가 단지 어둠 속에서 가만히 있는 것 이상의 행동을 한다는 가장 강력한 증거다. 잃어버린 잠을 보충해야 하는 동물은 수면을 조절하고 있다는 뜻이며, 이는 포유류와 조류의 진정한 수면을 정의하는 특징 중 하나다. 연구진은 이번 결과가 무척추동물에서 렘수면 반동이 확인된 첫 사례라고 말한다.

이 거미는 북부 오스트레일리아에 서식하는 작은 사냥꾼인 포르티아 핌브리아타(Portia fimbriata)로, 완전히 자라면 1유로 동전 크기다. 포르티아 종은 다른 거미를 잡아먹으며 교활하기로 유명하다. 거미줄의 실을 튕겨 고통스러워하는 곤충인 척 흉내 낸 뒤, 먹이를 확인하러 나온 거미줄 주인을 기습한다.

본 연구는 본 대학(University of Bonn)의 나디아 가이거(Nadja Geiger)와 다니엘라 뢰슬러(Daniela Rößler)가 독일, 이탈리아, 오스트레일리아, 미국의 동료들과 함께 수행했으며, 거미의 밤이 적어도 두 개의 뚜렷한 단계로 구성되어 있음을 보여준다. 먼저 조용한 단계가 온다. 다리 꿈틀거림, 입 주변 떨림, 망막 움직임이 이 단계를 반복적으로 방해하며, 거미는 이러한 발작 중에 깨우기가 가장 어렵다.

연구 방법

뇌를 기록할 수 없는 동물의 수면을 증명하는 것은 어렵기 때문에, 연구진은 수면 과학자들이 모든 종에 사용하는 행동 테스트에 의존했다: 전형적인 휴식 자세, 예측 가능한 일일 리듬, 외부 세계에 대한 반응 감소, 그리고 수면 손실 후 보상 행동이다.

거미는 지름 12센티미터의 플라스틱 접시에서 살았으며, 며칠 밤낮으로 촬영되었다. 어두워진 후에는 적외선 카메라를 사용했다. 다양한 조명 조건에서 60시간 동안 활동을 추적했다. 그들은 주로 밝은 단계에서 활동했으며, 거의 완전한 어둠 속에서도 대략적인 일일 리듬이 유지되었다. 이는 단순한 빛에 대한 반응이 아니라 내부 시계의 신호다. 일정한 빛 아래에서는 휴식이 분절되었다.

매일 밤 비슷한 패턴이 반복되었다. 거미는 잠잘 곳을 찾고, 몸을 손질한 다음, 작은 실크 플랫폼 아래에 거꾸로 매달렸다. 대부분 불이 꺼진 지 30분 이내에 그렇게 했다. 밤이 지나면서 몸은 천천히 처지고 입 옆의 작은 부속지인 촉지( pedipalps)는 안쪽으로 오므라들었다. 자세히 촬영된 열 마리의 거미에서 밤 수면 창은 평균 약 10.7시간이었으며, 짧은 각성 시간이 포함되었다.

같은 열 마리의 거미에서 연구진은 109개의 렘수면 유사 에피소드를 세었고, 각각 평균 약 83초 동안 지속되었다. 깡충거미는 큰 앞눈을 움직일 수 없지만 렌즈 뒤의 망막은 움직일 수 있다. 이러한 에피소드 동안 망막은 앞뒤로 빠르게 움직였고 다리는 오므라들고 근육은 꿈틀거렸다. 첫 번째 에피소드는 평균적으로 수면 시작 후 약 4시간 후에 나타났지만, 그 시기는 1시간 조금 넘게부터 약 10시간까지 다양했다.

거미가 얼마나 깊이 잠들었는지 테스트하기 위해 연구진은 표준 소리를 재생하고 각 거미가 반응하는 데 걸리는 시간을 측정했다. 깨어 있는 거미는 약 1.7초, 조용한 단계의 거미는 약 2.7초, 렘수면 유사 에피소드의 거미는 약 4.3초 만에 반응했다. 렘수면 유사 에피소드에 있던 네 마리의 거미는 10초 창 내에서 전혀 반응하지 않았지만, 깨어 있는 상태에서 다시 테스트했을 때는 즉시 반응했다. 이는 단순한 청각 장애나 피로를 반박한다.

마지막 테스트는 수면 박탈이었다. 한 밤 동안 연구진은 각 우리에 살아있는 초파리 25마리를 풀어 놓았는데, 이는 사냥하는 거미가 무시할 수 없는 방해 요소다. 회복 밤에는 전체 수면 창이 약 8.5% 증가했지만, 렘수면 유사 시간은 평균 9.4분에서 16.9분으로 뛰었다. 거미는 더 긴 에피소드가 아니라 더 많은 에피소드를 가졌다. 방해받지 않은 대조군 거미 다섯 마리는 연속된 밤에 걸쳐 그러한 증가를 보이지 않았다.

잠자는 거미가 중요한 이유

거미는 5억 년 이상 전에 척추동물로 이어지는 계통에서 갈라져 나왔으며, 그들의 신경계는 우리와 매우 다르게 구성되어 있다. 이렇게 먼 동물에서 척추동물의 패턴을 닮은 수면 구조를 발견했다는 것은 수면 단계가 매우 오래되었거나 진화가 두 번 이상 도달한 해결책임을 시사한다.

“이렇게 다른 뇌와 감각 세계를 가진 동물들이 렘수면 유사 단계를 가진 구조화된 수면을 보인다면, 수면의 기본 구조가 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 오래되고 널리 퍼져 있을 수 있음을 시사합니다”라고 뢰슬러는 오스트레일리아 ABC 뉴스에 말했다.

이 비교는 이제 동물계의 세 가지 먼 가지로 확장된다. 문어와 갑오징어는 피부 패턴이 깜빡이는 활동적인 수면 단계를 보이고, 척추동물은 렘수면을 가지며, 이제 깡충거미는 잃어버리면 몸이 회복하려고 하는 꿈틀거리는 단계를 보여준다. “거미가 명확한 렘수면 유사 수면 압력을 보인다는 것, 즉 잃어버린 렘수면 유사 수면을 보충해야 할 필요성을 보인다는 것은 이 단계가 단순한 휴식의 부수적 특징이 아니라 중요한 생물학적 기능을 수행한다는 것을 강력히 시사합니다”라고 가이거와 뢰슬러는 ScienceAlert에 말했다.

이 연구는 같은 그룹이 이전에 다른 깡충거미인 에바르카 아르쿠아타(Evarcha arcuata)를 대상으로 한 연구를 기반으로 한다. 그 연구에서는 밤에 매달려 있는 어린 거미들이 망막 움직임과 다리 오므림을 보여주었다. 그 연구는 꿈틀거림을 보여줄 수 있었지만 거미가 실제로 잠들어 있다는 것을 보여줄 수는 없었다. 새로운 논문은 그 간극을 메우며, 참여하지 않은 시드니 대학의 곤충학자 토마스 화이트(Thomas White)는 이를 “어떤 거미류에서도 수면에 대한 가장 완전한 행동적 증거”라고 불렀다.

해결되지 않은 문제

가장 큰 한계는 뇌다. 신경 활동을 기록한 사람이 없기 때문에, 이 연구는 거미의 렘수면 유사 단계가 인간 렘수면의 뇌 활동과 같은 것을 포함하는지 말할 수 없으며, 깊은 비렘수면에 해당하는 거미의 대응물을 식별할 수 없다. 유사성은 행동적이며, 연구진은 이 상태를 렘수면이 아닌 렘수면 유사라고 부르는 데 신중하다.

꿈꾸는 것은 훨씬 더 먼 이야기다. 꿈틀거리는 다리와 움직이는 눈은 동물이 잠자는 동안 무언가를 경험하는지에 대해 아무것도 말해주지 않는다. 연구팀은 렘수면 유사 단계가 포르티아가 사냥하는 동안 배운 것을 처리하는 데 도움이 된다고 의심하며, 꿈틀거림이 낮 동안의 행동을 행동적으로 재생하는 형태일 가능성을 제기한다. 이 아이디어는 테스트되지 않았다.

표본은 작았다: 상세한 밤 녹화에는 열 마리의 거미, 수면 박탈 테스트에는 열세 마리의 거미가 모두 실험실에서 사용되었다. 조용한 단계와 렘수면 유사 에피소드 사이의 반응 시간 차이는 예상된 방향을 가리켰지만 보정 후 통계적 유의성에 도달하지 못했으며, 조용한 단계 자체는 깨어 있는 상태와 비슷한 반응과 더 깊은 수면과 비슷한 반응을 혼합했다. 조용한 각성이 끝나고 가벼운 수면이 시작되는 지점은 여전히 모호하다.

또한 하나의 종에 불과하다. 포르티아는 거미치고는 비정상적으로 시각적이고 비정상적으로 영리하며, 결과는 촉각으로 사냥하는 거미줄 치는 거미에게는 적용되지 않을 수 있다.

거미 수면에 대한 일반적인 질문

거미는 잠을 자나요?

적어도 한 종은 분명히 잔다. 포르티아 핌브리아타는 수면에 대한 표준 행동 테스트를 충족한다: 고정된 휴식 자세, 내부 시계에 의한 일일 리듬, 휴식 중 느린 반응, 방해받은 밤 후 추가 수면.

거미는 꿈을 꾸나요?

아무도 모른다. 깡충거미는 눈과 다리 움직임이 있는 렘수면 유사 단계를 보이지만, 뇌 기록 없이는 그들이 무언가를 경험하는지 알 수 있는 방법이 없다. 연구진은 이 단계가 학습과 기억에 도움이 될 수 있다고 생각하지만, 이는 꿈꾸는 것과는 다르다.

렘수면 반동이란 무엇인가요?

사람이나 다른 포유류가 렘수면을 잃으면 다음 날 밤에 더 많은 시간을 렘수면으로 보내 보충한다. 거미도 한 번의 방해받은 밤 후에 같은 행동을 보였으며, 렘수면 유사 시간을 약 80% 증가시켰다. 이는 이 단계가 무작위가 아니라 조절된다는 것을 보여준다.

깡충거미는 왜 밤에 꿈틀거리나요?

렘수면 유사 에피소드 동안 주요 눈 안의 망막이 앞뒤로 흔들리고 다리는 오므라들고 근육은 꿈틀거린다. 이러한 발작은 약 1분 30초 동안 지속되며 밤에 여러 번 반복된다.

다음 단계

이 논문은 2026년 10월 26일 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 온라인에 게재되었으며, 독일 연구 재단의 에미 노이터 프로그램(Emmy Noether Programme)의 지원을 받았다. 연구팀은 현재 더 넓은 거미 계통군에서 수면을 비교하고 있으며, 북부 퀸즐랜드와 서부 오스트레일리아에서 야생 거미가 어떻게 자는지, 인공 불빛이 야간 수면을 어떻게 방해하는지 알아보기 위한 현장 조사를 시작하고 있다. 추가 연구는 수면 중 거미와 곤충의 뇌에서 일어나는 일을 기록하고 렘수면 유사 수면이 포르티아를 그렇게 효과적인 사냥꾼으로 만드는 학습과 연결되어 있는지 테스트하는 것을 목표로 한다.

참고문헌: Geiger et al., “Behavioral evidence for two-stage sleep in spiders,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026. DOI: 10.1073/pnas.2618030123

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