Det er svært at sætte pris på værdien af smerte, når vi føler den, men de fleste levende væsener ville ikke overleve uden den. Smerte er et signal om, at noget gør skade på din krop, og at du er nødt til at gribe ind.
En måde at lære om smertereceptorer på er ved at studere arter, hvor disse receptorer synes at være fraværende. Som et eksempel kan nævnes, at mange dyr regelmæssigt spiser giftig mad uden at lide reaktioner, der ville forårsage smerte hos andre arter: geder, hjorte og sorte bjørne vil alle med glæde snuse til giftig efeu uden at udvikle kløende udslæt.
Jeg har længe haft en forståelse for bizar biologi, så jeg ønskede at lære om et af de mest specialiserede rovdyr i dyreriget: græshoppemusen (Onychomys torridus). Disse små gnavere har en stor appetit på bytte, som andre mus foretrækker at lade i fred på grund af deres byttedyrs kemiske forsvar. Ashlee Rowe og Matt Rowe, hvis laboratorium jeg arbejdede i, mens de var baseret på Michigan State, undersøger, hvordan græshoppe-musene kan indtage farlig føde. En forståelse af denne evne kan give indsigt i smerteveje og hjælpe forskere, der søger at finde nye, ikke vanedannende behandlinger til at blokere smertesignaler.
Mus vs. biller
For at afdække mere om græshoppe-musers rovdyradfærd rejste jeg til Sonoran-ørkenen i det sydlige Arizona sammen med Olivia Guswiler, Victoria Rose og Matt Rowe. Ørkenen er smuk, men fjendtlig.
Mange dyr der har udviklet ekstreme tilpasninger, herunder giftstoffer og giftstoffer, der hjælper dem med at fange føde og forsvare sig mod rovdyr. Det gør den til det perfekte naturlige laboratorium til at studere gnavere, og hvordan de har specialiseret sig til at håndtere livet i ørkenen.
Vi fokuserede på tre beslægtede arter af mus med forskellige kostpræferencer. Hjortemus (Peromyscus) er altædere, der er kendt for at supplere en kost af insekter med alt det, de finder i køkkener i hele Nordamerika. Jordnøddeformede lommermus (Chaetodipus penicillatus) foretrækker at spise frø og korn, men spiser insekter som en sidste udvej.
Derimod er sydlige græshoppe-mus glubske kødædere. Ved solnedgang udstøder de lange skrig, der ligner dæmpede teakettler, og som er blevet beskrevet som “ulvebrøl i miniature”. Deres stubbe ben og deres lysebrune og hvidmønstrede pels får dem til at ligne små corgier, men de er ikke så aggressive som deres aggressive natur. Græshoppemusene angriber og spiser alt, hvad der bevæger sig, herunder tusindben, tarantler, skorpioner og endda andre mus. De har en forbløffende immunitet over for skorpiongift, som dræber hjortemus på få minutter.
Vi ville se, hvordan græshoppemus, hjortemus og lommemus spiste forskellige typer af insekter, så vi fangede over 80 af dem og testede deres spiseadfærd. Vi gav hver mus en græshoppe, som stort set er forsvarsløs, og en stankbille (Eleodes longicollis). Disse insekter er som ørkenens chokoladeoverdækkede saltkringler – kalorielette godbidder, der indeholder kontrastfyldte smagsoplevelser.
Men for at komme til den saftige kerne skal et rovdyr overvinde en hård ydre skal og en brændende, ætsende spray, som billen sprøjter ud fra sin bagdel. Sprayen indeholder benzoquinon-kemikalier, som frigiver dampe, der minder om blegemiddel, og som kan skade øjne, næse, mund og hud ved længere tids udsættelse. Jeg kan personligt bevidne den bitre, stikkende smag og de brune pletter, den efterlader på tøj og hud.
Smagsprøver
I en typisk kamp angreb de fleste græshoppe-mus straks billen, men blev frastødt af et ansigt fuld af kemisk spray. Med lukkede øjne vendte de sig om og gned hovedet i sandet og forsøgte tilsyneladende at børste sprayen af deres pels. Men så vendte hver enkelt mus bemærkelsesværdigt nok tilbage for at bide i hovedet på billen, indtil den blev overmandet. Herefter fulgte et knas, mens musen holdt billen som en sandwich og arbejdede sig ned ad kroppen, indtil der kun var seks ben og et tomt hylster tilbage.
De andre kandidater var totale tøsedrenge. Hjortemusene snusede rundt om billerne som en restaurantkunde, der overvejer, om han skal bestille krydret chili. De gav alle op til sidst, selv om mange spiste de mildere syrener. Nogle nysgerrige lommemus inspicerede insekterne, men forblev vegetarer.
Carnivore gnavere som farmaceutiske modeller
Græssemus har særlige evner, der gør dem til ekstremt effektive rovdyr. Vi så dem anvende angrebsadfærd, der er designet til hurtigt at gøre en bille ukampdygtig ved at bide den i hovedet i stedet for i bugen. Vi så dem også udvise forsvarsadfærd, såsom at gnide sig i ansigtet eller forsøge at begrave billen i sandet, hvilket tyder på, at musene sandsynligvis har pådraget sig benzoquinoner i deres øjne, næser og munde. Alligevel forfulgte de ubønhørligt billerne på trods af dette overfladiske ubehag. Som Rowes har foreslået, kan denne adfærd tyde på en underliggende form for kemisk tolerance.
Da hjortemusene ikke udviste denne adfærd, har de måske ikke de nødvendige tilpasninger til at spise den samme type føde. Det er muligt, at græshoppe-mus har sensoriske receptorer, der er mindre følsomme over for benzoquinon. For at løse dette spørgsmål er Rowe-laboratoriet i øjeblikket ved at undersøge sensoriske receptorer hos hjortemus og græshoppe-mus.
Men vi ved, at disse dyr viser nedsat følsomhed over for andre kemikalier, der udløser smertefornemmelse. Der er endda tegn på, at de ikke udviser aversiv konditionering over for stankbiller, hvilket betyder, at græshoppe-mus aldrig lærer at forbinde biller med smerte, selv efter at de har haft en negativ oplevelse med spray.
Fremtidig forskning kan måske finde endnu flere spor i græshoppe-musens hjerne om, hvordan smertefornemmelser kan blokeres. Humanmedicin som Advil og andre ikke-steroide antiinflammatoriske lægemidler reducerer smerte ved at blokere produktionen af visse kemikalier i kroppen, der betænder væv. På samme måde kan lægemidler, der efterligner nøgler, der er beregnet til at passe til formen af sensoriske receptorlåse, måske forhindre disse receptorer i at sende smertesignaler. Ved at kopiere naturlige eksempler på smertemodstand kan forskerne designe behandlinger til at lindre smerte eller identificere, hvilken del af smertebanen der måske fungerer dårligt hos kroniske smertepatienter.
Du er, hvad du spiser
Det at lære mere om smerte- og smagsreceptorer hos græshoppe-mus kan også hjælpe os med at forstå, hvordan de blev så forskellige fra andre mus i første omgang. Mange kødædere har færre smagsreceptorer end planteædere, muligvis fordi de ikke har brug for at opdage, hvilke planter der er giftige. Havpattedyr, der sluger deres føde hele, som f.eks. søløver og delfiner, mangler de fleste smagsreceptorer helt og holdent.
Andre dyr, som f.eks. vampyrflagermus, synes ikke at være i stand til at have en betinget smagsaversion – tendensen til at undgå en fødevare, som tidligere har gjort dig syg. En sådan adfærd ville være ubrugelig for dyr, der følger en streng diæt af pattedyrsblod og sjældent støder på giftig føde.
Måske har genetiske ændringer i græshoppe-musens smagsreceptorer hjulpet dem til at udkonkurrere andre gnavere om den begrænsede føde i ørkenen. Ved at spise insekter og spindlere, som ingen andre kan klare, indtager græshoppe-musene en unik ernæringsniche, der hjælper dem med at overleve i et af de hårdeste miljøer på Jorden.
I betragtning af, at mennesker og mus er så genetisk ens, kan disse glubske kødædere en dag blive en førende prototype til at designe lægemidler, der lindrer menneskers lidelser.
Redaktørens note: Denne historie er blevet opdateret for bedre at afspejle bidragene fra Ashlee og Matt Rowe.