거미도 사람처럼 렘수면…잠 부족하면 보충한다

독일 연구진, PNAS에 관련 연구 발표

거미도 인간처럼 렘(REM)수면을 경험하며, 잠이 부족하면 이를 보충하려는 행동을 보인다는 연구 결과가 나왔다.

과학매체 기가진과 사이언스얼럿은 독일 본대학교 연구진이 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 발표한 연구 결과를 최근 보도했다.

낮잠을 자고 있는 포르티아 핌브리아타 (제공=다니엘라 C. 뢰슬러)

이번 연구를 이끈 행동생태학자 나디아 가이거와 다니엘라 C. 뢰슬러는 "거미의 수면 구조와 조절 방식이 척추동물의 수면과 매우 유사하다는 점이 놀라웠다"고 밝혔다.

2022년 연구서 포착된 깡충거미의 렘수면 유사 행동

연구진은 앞서 2022년 깡충거미의 일종인 ‘에바르차 아르쿠아타(Evarcha arcuata)’가 렘수면과 유사한 상태를 보인다는 사실을 관찰했다.

거미는 눈꺼풀이 없어 안구 움직임을 관찰하기 어렵지만, 깡충거미는 시선을 옮길 때 망막을 움직이는 특징이 있어 관련 연구에 활용된다.

포르티아 핌브리아타는 크기가 겨우 몇㎜에 불과하지만, 자신보다 몇 배나 큰 다른 거미를 쓰러뜨릴 수 있다. (사진=Nadja Baumgartner/iNaturalist, CC BY-NC 4.0)

연구진이 적외선 카메라로 관찰한 결과, 실험 대상 거미들은 밤마다 거꾸로 매달린 채 15~20분 간격으로 약 80초 동안 망막과 다리를 움직였다. 이는 뇌 활동이 활발해지고 안구와 사지가 움직이는 포유류의 렘수면과 유사한 행동이다. 다만 당시 연구에서는 거미가 실제로 잠든 상태인지 확인하지 못했다.

수면 방해→다음 날 렘수면 유사 행동 80% 증가

뢰슬러와 가이거 연구진은 깡충거미과에 속하는 ‘포르티아 핌브리아타(Portia fimbriata)’를 대상으로 후속 연구를 진행했다. 호주와 동남아시아 등에 분포하는 이 거미는 높은 문제 해결 능력과 기억력을 지닌 것으로 알려져 있다.

연구진은 적외선 카메라로 거미의 야간 행동을 관찰하고, 밤에 잠을 방해한 뒤 다음 날 행동에 어떤 변화가 나타나는지 살펴봤다.

렘 수면과 유사한 수면 중에 움직임을 보이는 포르티아 핌브리아타의 다양한 신체 부위 (제공= PNAS, 2026)

관찰 결과, 주로 낮에 활동하는 이 거미는 밤이 되면 특정한 휴식 자세를 취하고 주변 자극에 대한 반응이 둔해졌다. 또 사지 경련과 입 주변의 떨림, 망막 움직임 등 렘수면과 유사한 행동을 주기적으로 보였다.

연구진은 거미의 수면을 방해하기 위해 밤에 사육장에 살아 있는 초파리 25마리를 넣었다. 그 결과 다음 날 밤 거미가 렘수면과 유사한 행동을 보이는 시간은 수면을 방해하지 않았던 밤보다 약 80% 증가했다.

수면 부족 이후 렘수면이 늘어나는 현상은 ‘렘수면 반동(REM rebound)’이라고 한다. 연구진은 거미에게서도 이러한 현상이 나타난 점이 실제 수면 상태를 경험한다는 주장을 뒷받침하는 중요한 증거라고 설명했다.

연구진은 “무척추동물에서 렘수면 반동 현상이 관찰된 것은 이번이 처음”이라며 “이 때문에 이번 발견이 특히 흥미롭다”고 밝혔다.

거미도 꿈꿀까…학습·기억과의 연관성 주목

다만 거미에게 렘수면과 유사한 수면 단계가 어떤 기능을 하는지, 실제로 꿈을 꾸는지는 아직 밝혀지지 않았다.

연구진은 포르티아 핌브리아타의 뛰어난 인지 능력을 고려할 때 이러한 수면 단계가 학습과 기억의 정착에 기여할 가능성이 있다고 설명했다.

이번 연구는 신경 구조가 인간과 크게 다른 무척추동물에서도 수면 조절 방식이 유사하게 나타날 수 있음을 보여준다. 연구진은 이를 통해 수면의 진화적 기원과 동물의 뇌에서 수면이 수행하는 역할을 더 깊이 이해할 수 있을 것으로 기대하고 있다.