Nehéz értékelni a fájdalom értékét, amikor érezzük, de a legtöbb élőlény nem élne túl nélküle. A fájdalom jelzi, hogy valami kárt okoz a szervezetünkben, és hogy cselekednünk kell.
A fájdalomreceptorok megismerésének egyik módja az, hogy olyan fajokat tanulmányozunk, amelyekben ezek a receptorok látszólag hiányoznak. Példának okáért sok állat rendszeresen fogyaszt mérgező táplálékot anélkül, hogy olyan reakciókat szenvedne el, amelyek más fajoknál fájdalmat okoznának: a kecskék, a szarvasok és a fekete medvék mind boldogan bóklásznak a mérges szömörcén anélkül, hogy viszkető kiütések alakulnának ki.
Hosszú ideje nagyra értékelem a bizarr biológiát, ezért meg akartam ismerni az állatvilág egyik legkülönlegesebb ragadozóját: a szöcskeegeret (Onychomys torridus). Ezeknek az apró rágcsálóknak nagy étvágyuk van a zsákmányra, amelyet más egerek inkább békén hagynak a zsákmányuk kémiai védekezése miatt. Ashlee Rowe és Matt Rowe, akiknek a laboratóriumában dolgoztam, amíg a Michigan State-en dolgoztak, azt vizsgálják, hogyan képesek a szöcskeegerek veszélyes táplálékot fogyasztani. Ennek a képességnek a megértése betekintést nyújthat a fájdalom útvonalaiba, és segíthet a tudósoknak, akik új, függőséget nem okozó kezeléseket keresnek a fájdalomjelek blokkolására.
Egerek vs. bogarak
Azért, hogy többet tudjak meg a szöcskeegerek ragadozó viselkedéséről, Olivia Guswilerrel, Victoria Rose-zal és Matt Rowe-val az Arizona déli részén található Sonoran sivatagba utaztam. A sivatag gyönyörű, de ellenséges.
Az ott élő állatok közül sokan olyan extrém alkalmazkodási képességeket fejlesztettek ki, köztük mérgeket és mérgeket, amelyek segítenek nekik táplálékot fogni és megvédeni magukat a ragadozóktól. Ez teszi tökéletes természetes laboratóriummá a rágcsálók tanulmányozására, és arra, hogy miként specializálódtak a sivatagi életre.
Három rokon egérfajra összpontosítottunk, amelyek eltérő táplálkozási preferenciákkal rendelkeznek. A szarvasegerek (Peromyscus) mindenevők, ismertek arról, hogy rovarokból álló étrendjüket kiegészítik bármivel, amit Észak-Amerika-szerte a konyhákban találnak. A mogyoró alakú zsebegerek (Chaetodipus penicillatus) inkább magvakat és gabonát fogyasztanak, de végső esetben rovarokat is esznek.
A déli szöcskeegerek ezzel szemben falánk ragadozók. Napnyugtakor hosszú, tompa teakettőhöz hasonló kiáltásokat bocsátanak ki, amelyeket “farkasüvöltésként írnak le miniatűrben”. Zömök lábaik és barnás-fehér mintás bundájuk miatt apró corgiknak tűnnek, de agresszív természetüket meghazudtolják. A szöcskeegerek mindent megtámadnak és megesznek, ami mozog, beleértve a százlábúakat, tarantulákat, skorpiókat és még más egereket is. Meglepő immunitással rendelkeznek a skorpióméreggel szemben, amely percek alatt megöli az őzegereket.
Meg akartuk nézni, hogyan eszik a szöcskeegerek, az őzegerek és a zsebegerek a különböző típusú rovarokat, ezért több mint 80 egeret fogtunk csapdába, és teszteltük a táplálkozási viselkedésüket. Minden egérnek adtunk egy tücsköt, amely nagyrészt védtelen, és egy bűzbogarat (Eleodes longicollis). Ezek a bogarak olyanok, mint a sivatag csokoládéval bevont perecek – magas kalóriatartalmú finomságok, amelyek ellentétes ízeket tartalmaznak.
A ragadozónak azonban ahhoz, hogy hozzáférjen a lédús közepéhez, le kell győznie a kemény külső burkot és az égető, csípős permetet, amelyet a bogár a hátsó végéből spriccel. A permet benzokinon vegyszereket tartalmaz, amelyek fehérítőszerhez hasonló gőzöket bocsátanak ki, és hosszan tartó expozíció esetén károsíthatják a szemet, az orrot, a szájat és a bőrt. Személyesen tanúsíthatom a keserű, szúró ízét és a barna foltokat, amelyeket a ruhákon és a bőrön hagy.”
Kóstolástesztek
Egy tipikus csatában a legtöbb szöcskeegér azonnal megtámadta a bogarat, de a vegyszeres spray-vel teli arctól elriadt. Szemüket lehunyva megfordultak, hogy a fejüket a homokba dörzsöljék, látszólag megpróbálták lesöpörni a permetet a bundájukról. De aztán figyelemre méltó módon mindegyik egér visszatért, hogy addig harapdálja a bogár fejét, amíg az meg nem nyugodott. Ropogás következett, ahogy az egér úgy tartotta a bogarat, mint egy szendvicset, lefelé haladva a testén, amíg csak hat lába és egy üres héj nem maradt.
A többi versenyző teljesen nyámnyila volt. A szarvasegerek úgy szimatoltak a bogarak körül, mint egy éttermi vendég, aki mérlegeli, hogy rendeljen-e csípős chilit. Végül mindannyian feladták, bár sokan megették az enyhébb tücsköket. Néhány kíváncsi zsebegér megvizsgálta a rovarokat, de vegetáriánusok maradtak.
A húsevő rágcsálók mint gyógyszeripari modellek
A zsebegerek különleges képességekkel rendelkeznek, amelyek rendkívül hatékony ragadozókká teszik őket. Láttuk, hogy olyan támadási viselkedést alkalmaznak, amelynek célja, hogy gyorsan mozgásképtelenné tegyenek egy bogarat azzal, hogy nem a hasán, hanem a fején harapnak. Azt is láttuk, hogy védekező magatartást tanúsítottak, például dörzsölték az arcukat, vagy megpróbálták a bogarat a homokba temetni, ami arra utal, hogy az egerek valószínűleg benzokinonokat vontak be a szemükbe, orrukba és szájukba. Ennek ellenére e felszíni kellemetlenségek ellenére könyörtelenül üldözték a bogarakat. Ahogy Rowesék felvetették, ez a viselkedés a kémiai tolerancia valamilyen mögöttes formájára utalhat.
Mivel az őzegerek nem mutatták ezt a viselkedést, lehet, hogy nem rendelkeznek az azonos típusú táplálék fogyasztásához szükséges alkalmazkodással. Lehetséges, hogy a szöcskeegerek érzékelő receptorai kevésbé érzékenyek a benzokinonra. Ennek a kérdésnek a megválaszolása érdekében a Rowe-laboratórium jelenleg vizsgálja a szarvasegerek és a szöcskeegerek szenzoros receptorait.
Azt azonban tudjuk, hogy ezek az állatok csökkent érzékenységet mutatnak más, fájdalomérzetet kiváltó vegyi anyagokra. Még arra is van bizonyíték, hogy nem mutatnak averzív kondicionálást a bűzbogarakkal szemben, ami azt jelenti, hogy a szöcskeegerek soha nem tanulják meg a bogarakat a fájdalommal társítani, még akkor sem, ha negatív tapasztalatot szereztek a permetezéssel kapcsolatban.
A jövőbeni kutatások még több nyomot találhatnak a szöcskeegér agyában arra vonatkozóan, hogyan lehet blokkolni a fájdalomérzetet. Az olyan emberi gyógyszerek, mint az Advil és más nem szteroid gyulladáscsökkentők úgy csökkentik a fájdalmat, hogy gátolják bizonyos, a szöveteket gyulladásba hozó vegyi anyagok termelődését a szervezetben. Hasonlóképpen, az érzékszervi receptorzárak alakjához igazodó kulcsokat utánzó gyógyszerek megakadályozhatják, hogy ezek a receptorok fájdalomjeleket küldjenek. A fájdalomellenállás természetes példáinak lemásolásával a tudósok olyan kezeléseket tervezhetnek, amelyekkel enyhíthetik a fájdalmat, vagy azonosíthatják, hogy a krónikus fájdalommal küzdő betegeknél a fájdalom útvonalának melyik része működhet rosszul.
Az vagy, amit eszel
A szöcskeegerek fájdalom- és ízérzékelő receptorainak megismerése segíthet megérteni azt is, hogy egyáltalán hogyan váltak annyira különbözővé a többi egértől. Sok húsevőnek kevesebb ízreceptora van, mint a növényevőknek, valószínűleg azért, mert nem kell érzékelniük, hogy mely növények mérgezőek. A táplálékukat egészben lenyelő tengeri emlősök, mint például a tengeri oroszlánok és a delfinek, a legtöbb ízérzékelő receptor teljesen hiányzik.
Más állatok, mint például a vámpírdenevérek, úgy tűnik, képtelenek a kondicionált íz-ellenszenvre – arra a tendenciára, hogy elkerüljenek egy olyan ételt, amelytől a múltban rosszul érezték magukat. Ez a viselkedés haszontalan lenne az olyan állatok esetében, amelyek szigorúan emlősök véréből álló étrendet követnek, és ritkán találkoznak mérgező táplálékkal.
Talán a szöcskeegerek ízérzékelő receptorainak genetikai változásai segítettek nekik abban, hogy a sivatagban más rágcsálókkal versenyezzenek a korlátozott táplálékért. Azzal, hogy olyan rovarokat és pókszerűségeket esznek, amelyekkel senki más nem tud megbirkózni, a szöcskeegerek egyedülálló táplálkozási rést foglalnak el, ami segít nekik túlélni a Föld egyik legkeményebb környezetében.
Az emberek és az egerek genetikailag annyira hasonlóak, ezek a kegyetlen ragadozók egy napon vezető prototípusai lehetnek az emberi szenvedést enyhítő gyógyszerek tervezésének.
Szerkesztői megjegyzés: A cikket frissítették, hogy jobban tükrözze Ashlee és Matt Rowe hozzájárulását.