Dacă ai fi înțepat de un scorpion de scoarță, cel mai veninos scorpion din America de Nord, ai simți ceva de genul intens și dureros de a fi electrocutat. La câteva momente după ce creatura își aruncă coada și îți injectează venin în piele, durerea intensă i se va alătura o amorțeală sau o furnicături în partea corpului care a fost înțepată și s-ar putea să experimentați o scurtă respirație. Efectul acestui venin asupra unor persoane - copii mici, vârstnici sau adulți cu sisteme imunitare compromise - poate chiar declanșa spumă la gură, simptome asemănătoare convulsiei, paralizie și potențial moarte.
Înțepăturile scorpionului de scoarță pot fi mortale, dar unul dintre prădătorii săi, șoarecele de pe cârpă, este impermeabil atât asupra durerii, cât și a efectelor paralizante ale veninului său. Foto cu amabilitatea lui Matthew și Ashlee Rowe
Bazat doar pe dimensiunea corpului său, șoarecele de iarbă cu blană lungă de patru inci ar trebui să moară în câteva minute de la înțepături - datorită veninului scorpionului, care provoacă paralizie temporară, mușchii care permit mouse-ului să respire ar trebui să se oprească, ceea ce duce la asfixiere - Așa credeți că rozătoarea ar evita cu orice preț scorpionii. Dar dacă puneți un șoarece și un scorpion în același loc, reacția rozătoarei este izbitoare.
Dacă este înțepat, rozătoarea lungă de patru centimetri ar putea sări înapoi pentru o clipă în surprindere. Apoi, după o scurtă pauză, va fi ucis și va devora scorpionul bucată cu bucată:
Acest comportament prădător nu este rezultatul unei durități remarcabile. După cum au descoperit recent oamenii de știință, șoarecele a evoluat într-o adaptare deosebit de utilă: este imun la durere și la efectele paralitice care fac veninul scorpionului atât de toxic.
Deși oamenii de știință știau de mult timp că șoarecele, originar din deșerturile din sud-vestul american, se bazează pe o serie de scorpioni netoxici, „nimeni nu a întrebat cu adevărat dacă atacă și omoară scorpioni cu adevărat toxici”, spune Ashlee Rowe din statul Michigan Universitatea, care a condus noul studiu publicat astăzi în Science .
Pentru a investiga, Rowe a vizitat deșertul din apropierea munților Santa Rita din Arizona și a strâns o serie de șoareci și scorpioni. În laboratorul ei, când ea și colegii au pus cele două animale împreună în același rezervor, au văzut că șoarecii devorau scorpionii cu gust și păreau impermeabili la coardele lor toxice, care nu arătau semne de inflamație sau paralizie după aceea. Au injectat direct veninul în alte exemplare de șoarece pentru a confirma în continuare că nu le-a afectat fiziologic.
Întrebarea a rămas, totuși, dacă șoarecii erau doar imuni la efectele paralizante ale veninului sau nu erau în măsură să simtă durere ca urmare a unei intepături. „Am văzut că șoarecii s-au înțepat, și s-ar fi îngrijit un pic și s-o sufle”, spune Rowe. După ce a vorbit cu persoanele care au fost înțepate și au auzit cât de rău o doare, a emis ipoteza că reacția ușoară la șoareci a indicat că sunt rezistente la durerea în sine.
Lucrând cu Yucheng Xiao și Theodore Cummins de la Universitatea Indiana, ea a examinat îndeaproape structurile fizice care leagă neuronii senzoriali (care transmit stimuli externi, cum ar fi durerea) la sistemul nervos central (unde durerea este experimentată). „Există neuroni mari, lungi, care se extind de la mâini și picioare până la măduva spinării și sunt responsabili pentru preluarea informațiilor din mediul înconjurător și trimiterea la creier”, spune ea.
În mod incredibil, celulele nervoase asociate interfeței dintre aceste două sisteme pot continua să funcționeze normal atunci când au fost îndepărtate de la șoareci, dacă au fost păstrate și cultivate în mod corespunzător într-un mediu. Drept urmare, echipa ei a fost capabilă să privească mecanismele care controlează fluxul de semnale între neuronii senzoriali și măduva spinării - structuri cunoscute sub numele de canale ionice - și să vadă dacă cei prezenți la șoarecii de iarbă funcționau diferit decât cei de la șoarecii de casă atunci când expus veninului de scorpion.
Au descoperit, la șoarecii de casă, veninul a făcut ca un canal cunoscut sub numele de Nav1.7 să treacă de-a lungul unui semnal, provocând percepția durerii. Totuși, la șoarecii de iarbă, ceva neașteptat s-a întâmplat: sosirea veninului nu a provocat nicio schimbare în activitatea Nav1.7, deoarece proteinele produse de un alt canal ionic, cunoscut sub numele de Nav1.8, s-au legat de moleculele de venin și le-au făcut inutile. De fapt, această reacție a produs un efect de amorțire generală asupra întregului sistem de transmitere a durerii de șoarece, lăsând animalele temporar incapabile să simtă tot felul de durere, inclusiv pe cele care nu au legătură cu veninul de scorpion.
Cercetătorii au analizat, de asemenea, genetica care a stat la baza, secvențând genele care corespund acestor canale ionice alternativ structurate, ceea ce le va permite să investigheze evoluția specifică a acestei remarcabile adaptări. În teorie, stimulentele pentru speciile de șoareci care evoluează o imunitate la toxinele scorpionului par evident: rozătoarele nocturne se hrănesc cu tot felul de scorpioni, astfel încât dacă nu poate distinge vizual între cele care sunt benigne și toxice, aceasta va înfrunta consecințe severe dacă este sensibilă la venin. „Moartea, până la urmă, este o presiune de selecție destul de puternică”, remarcă Rowe.
Dar, pe de altă parte, durerea servește un rol evolutiv crucial, informând un organism atunci când este în pericol. Unele alte specii au știut să evolueze rezistența la anumite toxine (șerpii cu bandă de pământ, de exemplu, sunt rezistenți la toxina produsă de capriori cu piele aspră), dar aceste exemple implică toate rezistența la toxinele care pot ucide, dar nu provoacă de fapt. durere.
Așadar, faptul că șoarecii sărăcăcioși au evoluat rezistența la durere în sine este inedit - și este probabil rezultatul unui set foarte specific de circumstanțe evolutive. Un aspect important este faptul că scorpionii de scoarță sunt o proporție semnificativă din dieta mouse-ului, ceea ce duce la interacțiuni frecvente între cele două organisme. În plus, spune Rowe, „mecanismul este specific veninului în sine, deci nu compromite căile durerii generale ale mouse-ului.” Drept urmare, mouse-ul este încă capabil să detecteze alte surse de durere (doar nu imediat după ce a fost mușcat de către scorpion) și, astfel, va ști când se confruntă cu pericole dureroase fără legătură.
