Αν ήσασταν τσιμπημένος από έναν σκορπιό φλοιό, τον πιο δηλητηριώδη σκορπιό στη Βόρεια Αμερική, θα νιώθεις κάτι σαν την έντονη, οδυνηρή κούραση του ηλεκτροπληξία. Στιγμές αφού το πλάσμα ξεδιπλώνει την ουρά του και εγχέει δηλητήριο μέσα στο δέρμα σας, ο έντονος πόνος θα συνοδεύεται από μούδιασμα ή μυρμήγκιασμα στο τμήμα του σώματος που έχει τσιμπήσει και μπορεί να αντιμετωπίσετε δύσπνοια. Η επίδραση αυτού του δηλητηρίου σε μερικούς ανθρώπους, τα μικρά παιδιά, οι ηλικιωμένοι ή οι ενήλικες με συμβιβασμένα ανοσοποιητικά συστήματα, μπορεί ακόμη και να προκαλέσει αφρό στο στόμα, συμπτώματα όπως κρίσεις, παράλυση και ενδεχομένως θάνατο.
Το τσίμπημα του φλοιού του φλοιού μπορεί να είναι θανατηφόρο, αλλά ένας από τους θηρευτές του, το ποντίκι ακρίδων, είναι αδιαπέραστο τόσο από τον πόνο όσο και από την παραλυτική επίδραση του δηλητήριου του. Φωτογραφία ευγενική προσφορά του Matthew και Ashlee Rowe
Βασισμένο αποκλειστικά στο μέγεθος του σώματός του, ο ποντίκι ακριβείας με μήκος τεσσάρων ιντσών θα πρέπει να πεθάνει μέσα σε λίγα λεπτά από το να τσιμπήσει - χάρη στο δηλητήριο του σκορπιού, το οποίο προκαλεί προσωρινή παράλυση, οι μύες που επιτρέπουν στο ποντίκι να αναπνεύσει θα πρέπει να κλείσουν και να οδηγήσουν σε ασφυξία -Όπως νομίζετε ότι το τρωκτικό θα αποφεύγει με κάθε κόστος τους σκορπιούς. Αλλά αν βάλεις ένα ποντίκι και ένα σκορπιό στο ίδιο μέρος, η αντίδραση του τρωκτικού είναι εντυπωσιακά μαύρη.
Εάν πέσει, το τρωκτικό τεσσάρων ιντσών μπορεί να αναπηδήσει για μια στιγμή έκπληξη. Στη συνέχεια, μετά από μια σύντομη παύση, θα πάει για να σκοτώσει και να καταβροχθίσει το κομμάτι σκορπιού κατά κομμάτι:
Αυτή η αρπακτική συμπεριφορά δεν είναι αποτέλεσμα αξιοσημείωτης αντοχής. Όπως πρόσφατα ανακάλυψαν οι επιστήμονες, ο ποντικός έχει εξελιχθεί σε μια ιδιαίτερα χρήσιμη προσαρμογή: Είναι ανοσοποιητικό τόσο για τον πόνο όσο και για τα παραλυτικά αποτελέσματα που κάνουν το δηλητήριο του σκορπιού τόσο τοξικό.
Αν και οι επιστήμονες γνώριζαν από καιρό ότι το ποντίκι, το οποίο προέρχεται από τις ερήμους του αμερικάνικου νοτιοδυτικού, σκύβει πάνω σε μια σειρά μη τοξικών σκορπιών, «κανείς δεν είχε ποτέ ρωτήσει εάν θα επιτεθεί και θα σκοτώσει πραγματικά τοξικούς σκορπιούς», λέει ο Ashlee Rowe από το Michigan State Πανεπιστήμιο, που ηγήθηκε της νέας μελέτης που δημοσιεύθηκε σήμερα στην επιστήμη .
Για να ερευνήσει, η Rowe επισκέφτηκε την έρημο κοντά στην οροσειρά Santa Rita της Αριζόνα και συνέλεξε διάφορα ποντίκια και σκορπιούς. Επιστρέφοντας στο εργαστήριό της, όταν μαζί με τους συναδέλφους τους έβαζαν μαζί τα δύο ζώα στην ίδια δεξαμενή, είδαν ότι οι ποντικοί καταβροχθιστούν τους σκορπιούς με γεύση και φαινομενικά αδιαπέρατοι από τις τοξικές τους χορδές, χωρίς να εμφανίζουν κανένα σημάδι φλεγμονής ή παράλυσης μετά. Ακόμη και έκαναν απευθείας έγχυση του δηλητηρίου σε άλλα δείγματα ποντικών για να επιβεβαιώσουν περαιτέρω ότι δεν τα επηρέαζαν φυσιολογικά.
Εντούτοις, το ερώτημα παραμένει αν τα ποντίκια ήταν απλώς άνοσα στις παραλυτικές επιδράσεις του δηλητηρίου ή επίσης δεν μπορούσαν να αισθανθούν πόνο εξαιτίας ενός τσίμπημα. "Θα έβλεπα τα ποντίκια να τσιμπάνε, και απλά έκαναν λίγο γαμπρό και να τα χτυπήσουν", λέει ο Rowe. Αφού μίλησε με ανθρώπους που είχαν τραυματιστεί και άκουσαν πόσο άσχημα έπασχε, υποθέτει ότι η ήπια αντίδραση στα ποντίκια έδειξε ότι ήταν ανθεκτικά στον ίδιο τον πόνο.
Σε συνεργασία με τους Yucheng Xiao και Theodore Cummins του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα, εξέτασε στενά τις φυσικές δομές που συνδέουν τους αισθητήριους νευρώνες (οι οποίοι μεταφέρουν εξωτερικά ερεθίσματα, όπως ο πόνος) στο κεντρικό νευρικό σύστημα. "Υπάρχουν μεγάλοι, μακρινοί νευρώνες που εκτείνονται από τα χέρια και τα πόδια μέχρι το νωτιαίο μυελό και είναι υπεύθυνοι για τη λήψη πληροφοριών από το περιβάλλον και την αποστολή τους στον εγκέφαλο", λέει.
Απίστευτα, τα νευρικά κύτταρα που σχετίζονται με τη διεπαφή μεταξύ αυτών των δύο συστημάτων μπορούν να συνεχίσουν να λειτουργούν κανονικά όταν έχουν αφαιρεθεί από τα ποντίκια, εάν έχουν σωστά διατηρηθεί και καλλιεργηθεί σε ένα μέσο. Ως αποτέλεσμα, η ομάδα της ήταν σε θέση να εξετάσει τους μηχανισμούς που ελέγχουν τη ροή των σημάτων μεταξύ των αισθητήριων νευρώνων και των δομών του νωτιαίου μυελού που είναι γνωστά ως κανάλια ιόντων - και να δούμε αν αυτοί που είναι παρόντες σε ποντίκια ακρίδας λειτούργησαν διαφορετικά από τους ποντικούς στο σπίτι εκτεθειμένο στο δηλητήριο του σκορπιού.
Βρήκαν, στα σπυράκια στο σπίτι, το δηλητήριο προκάλεσε ένα κανάλι γνωστό ως Nav1.7 να περάσει κατά μήκος ενός σήματος, προκαλώντας την αντίληψη του πόνου. Ωστόσο, στα ποντίκια ακρίβειας, κάτι αναπάντεχο συνέβη: Η άφιξη του δηλητηρίου δεν προκάλεσε καμία αλλαγή στη δραστηριότητα του Nav1.7, επειδή οι πρωτεΐνες που παράγονται από ένα διαφορετικό κανάλι ιόντων, γνωστό ως Nav1.8, δεσμεύονται να εκπέσουν μόρια και καθιστούν μάταιες. Στην πραγματικότητα, αυτή η αντίδραση παρήγαγε μια συνολική ερεθιστική επίδραση σε ολόκληρο το σύστημα μετάδοσης πόνου στο ποντίκι, αφήνοντας τα ζώα προσωρινά ανίκανα να αισθανθούν κάθε είδους πόνο, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που δεν σχετίζονται με το δηλητήριο του σκορπιού.
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης την υποκείμενη γενετική, ακολουθώντας τα γονίδια που αντιστοιχούν σε αυτά τα εναλλακτικά δομημένα κανάλια ιόντων, τα οποία θα τους επιτρέψουν να διερευνήσουν το συγκεκριμένο εξελικτικό υπόβαθρο αυτής της αξιοσημείωτης προσαρμογής. Θεωρητικά, τα κίνητρα για το είδος του ποντικιού που εξελίσσεται με ανοσία στις τοξίνες των σκορπιών φαίνονται προφανείς: το νυχτερινό τρωκτικό τροφοδοτεί όλα τα είδη των σκορπιών, οπότε αν δεν μπορεί να διακρίνει οπτικά μεταξύ εκείνων που είναι καλοήθεις και τοξικές, θα αντιμετωπίσει σοβαρές συνέπειες εάν είναι ευαίσθητο στο δηλητήριο. "Ο θάνατος, τελικά, είναι μια πολύ ισχυρή πίεση επιλογής" σημειώνει ο Rowe.
Αλλά από την άλλη πλευρά, ο πόνος εξυπηρετεί έναν καθοριστικό εξελικτικό ρόλο, ενημερώνοντας έναν οργανισμό όταν βρίσκεται σε κίνδυνο. Ορισμένα άλλα είδη γνωρίζουν ότι αναπτύσσουν αντίσταση σε συγκεκριμένες τοξίνες (τα φιδάκια, για παράδειγμα, είναι ανθεκτικά στην τοξίνη που παράγεται από τα νεκρά τραχιά δέρματα), αλλά αυτά τα παραδείγματα περιλαμβάνουν την αντοχή σε τοξίνες που μπορούν να σκοτώσουν, αλλά δεν προκαλούν πραγματικά πόνος.
Έτσι, το γεγονός ότι τα ποντίκια ακρίβειας έχουν εξελιχθεί σε αντίσταση στον ίδιο τον πόνο είναι καινούργιο - και πιθανόν αποτέλεσμα ενός πολύ συγκεκριμένου συνόλου εξελικτικών περιστάσεων. Μία σημαντική πτυχή είναι ότι οι σκορπιές φλοιού αποτελούν σημαντική αναλογία της διατροφής ποντικών, οδηγώντας σε συχνές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των δύο οργανισμών. Επιπλέον, λέει ο Rowe, "ο μηχανισμός είναι εξειδικευμένος στο ίδιο το δηλητήριο, οπότε δεν θέτει σε κίνδυνο τις οδούς πονοκεφάλου του ποντικιού." Ως αποτέλεσμα, το ποντίκι είναι ακόμα σε θέση να ανιχνεύσει άλλες πηγές πόνου δαγκώνοντας από τον σκορπιό), και έτσι θα ξέρει πότε θα έρθει αντιμέτωπος με άσχετους επώδυνους κινδύνους.
