Kui teid torgiks Põhja-Ameerika kõige mürgisem skorpion - puukoor-skorpion, tunneksite end elektrilöömise intensiivse ja valusana. Hetked pärast seda, kui olend libiseb saba ja süstib nahasse mürgi, kaasneb intensiivse valuga tuimus või torkimine torgatud kehaosas ja teil võib tekkida õhupuudus. Selle mürgi mõju mõnele inimesele - väikestele lastele, eakatele või kahjustatud immuunsussüsteemiga täiskasvanutele - võib põhjustada suuõõne vahutamist, krambilaadseid sümptomeid, halvatust ja potentsiaalselt surma.
Kooriskorpioni nõel võib olla surmav - kuid üks tema röövloomadest, rohutirtsu hiir, on läbitungimatu nii selle mürgi valu kui halvava mõju tõttu. Foto viisakalt Matthew ja Ashlee Rowe
Ainuüksi tema keha suuruse põhjal peaks neli tolli pikkune karvane rohutirtsihiir surema mõne minuti jooksul pärast surumist - tänu skorpioni mürgile, mis põhjustab ajutist halvatust, peaksid hiire hingamist võimaldavad lihased seiskuma, põhjustades lämbumist. - nii et te arvate, et näriline väldib skorpione iga hinna eest. Kuid kui panna hiir ja skorpion samasse kohta, on näriliste reaktsioon silmatorkavalt rabe.
Kui see takerdub, võib neli tolli pikkune näriline üllatuseks hetkeks tagasi hüpata. Siis, pärast väikest pausi, võetakse ta tappa ja sööb skorpion tükkhaaval ära:
See röövellik käitumine ei ole märkimisväärse sitkuse tulemus. Nagu teadlased hiljuti avastasid, on hiir välja töötanud eriti kasuliku kohanduse: see on immuunne nii valu kui ka halvatuse mõjude suhtes, mis muudavad skorpioni mürgi nii toksiliseks.
Ehkki teadlased teadsid juba ammu, et Ameerika edelaosa kõrbetes levinud hiir röövib mitmesuguseid mittetoksilisi skorpione, "polnud keegi kunagi pärinud, kas nad ründavad ja tapavad tõesti mürgiseid skorpione, " ütles Ashlee Rowe Michiganist Ülikool, kes juhtis täna ajakirjas Science avaldatud uut uuringut.
Uurimiseks külastas Rowe Arizona Santa Rita mägede lähedal asuvat kõrbe ning kogus hulgaliselt hiiri ja skorpione. Kui ta koos kolleegidega pani kaks looma samasse paaki kokku, nägid nad laboris tagasi, et hiired võtsid skorpionid meelega ära ja näisid olevat nende toksiliste stringide suhtes mitteläbilaskvad ega ilmnenud hiljem mingeid põletiku ega halvatuse märke. Nad süstisid mürki isegi otse muudesse hiireproovidesse, et veelgi kinnitada, et see ei mõjutanud neid füsioloogiliselt.
Siiski jäi küsimus, kas hiired olid lihtsalt immuunsuse halvava toime suhtes immuunsed või ei suutnud nad ka nõelamise tagajärjel valu tunda. "Ma näeksin, kuidas hiired takerduksid, ja nad lihtsalt peigutaksid natuke ja puhuksid selle ära, " räägib Rowe. Pärast vestlust inimestega, kes olid takerdunud ja kuulnud, kui halvasti see haiget tegi, püstitas ta hüpoteesile, et hiirte kerge reaktsioon osutas, et nad on valu enda suhtes vastupidavad.
Koostöös Indiana ülikooli Yucheng Xiao ja Theodore Cumminsiga uuris ta tähelepanelikult füüsilisi struktuure, mis ühendavad sensoorseid neuroneid (mis edastavad väliseid stiimuleid, näiteks valu) kesknärvisüsteemiga (kus valu kogetakse). "Seal on suured pikad neuronid, mis ulatuvad kätest ja jalgadest kuni seljaajudeni. Nende ülesandeks on keskkonnast teabe võtmine ja ajule saatmine, " räägib ta.
Uskumatult võivad nende kahe süsteemi vahelise liidesega seotud närvirakud normaalselt edasi töötada, kui nad on hiirtelt eemaldatud, kui neid on õigesti säilitatud ja söötmes kultiveeritud. Selle tulemusel suutis tema meeskond vaadata mehhanisme, mis kontrollivad signaalivoolu sensoorsete neuronite ja seljaaju vahel - ioonikanaliteks tuntud struktuure - ja vaadata, kas rohutirtsu hiirtel olevad inimesed toimisid teisiti kui majahiirtel olevad kokku puutunud skorpionimürgiga.
Nad leidsid, et maja hiirtel põhjustas mürk Nav1.7-kanalina kanali läbimist signaalist, põhjustades valu tajumist. Rohutirtsu hiirtel juhtus midagi ootamatut: mürgi saabumine ei muutnud Nav1.7 aktiivsust, sest erineva ioonikanali, mida nimetatakse Nav1.8, poolt toodetud valgud seostusid mürgi molekulidega ja muutsid need mõttetuks. Tegelikult põhjustas see reaktsioon kogu hiire valu ülekandmissüsteemis üldise tuimastuse, jättes loomad ajutiselt võimetuks tundma igasuguseid valu, sealhulgas neid, mis pole skorpionimürgiga seotud.
Teadlased vaatasid ka aluseks olevat geneetikat, järjestades neile alternatiivselt struktureeritud ioonikanalitele vastavad geenid, mis võimaldab neil uurida selle tähelepanuväärse kohanemise konkreetset evolutsioonilist tausta. Teoreetiliselt näivad hiireliikide stiimulid skorpiontoksiinide suhtes immuunsuse kujunemiseks ilmselged: öine näriline toitub kõikvõimalikest skorpionidest, nii et kui see ei suuda visuaalselt eristada healoomulisi ja mürgiseid, seisab see tundlike loomade korral tõsiste tagajärgedega mürki. "Surm on ju üsna tugev valimisurve, " märgib Rowe.
Kuid teisest küljest täidab valu üliolulist evolutsioonilist rolli, teavitades organismi ohust. Mõnede teiste liikide puhul on teada, et nad arendavad resistentsust teatud toksiinide suhtes (näiteks ripskoes on vastupidavad toornahale, mida tekitavad töötlemata nahaga kiudained), kuid kõik need näited hõlmavad resistentsust toksiinide suhtes, mis võivad tappa, kuid ei põhjusta tegelikult valu.
Niisiis on tõsiasi, et rohutirtsu hiirtel on tekkinud valu vastupanu iseenesest, uudne - ja see on tõenäoliselt evolutsiooniliste asjaolude väga spetsiifilise kogumi tagajärg. Üks oluline aspekt on see, et koore skorpionid moodustavad olulise osa hiire toidust, mis viib kahe organismi vahelise sagedase koostoimimiseni. Lisaks ütleb Rowe, “mehhanism on spetsiifiline mürgile endale, seega ei kahjusta see hiire üldisi valuteid.” Selle tulemusel on hiir endiselt võimeline tuvastama muid valu allikaid (lihtsalt mitte kohe pärast seda, kui see on olnud) skorpioni poolt hammustatud) ja saab siis teada, millal see silmitsi seostuvate valulike ohtudega on.
