È difficile apprezzare il valore del dolore quando lo sentiamo, ma la maggior parte degli esseri viventi non sopravviverebbe senza di esso. Il dolore è un segnale che qualcosa sta causando danni al tuo corpo e che hai bisogno di agire.
Un modo per conoscere i recettori del dolore è studiare le specie in cui questi recettori sembrano essere assenti. Per esempio, molti animali mangiano regolarmente cibo tossico senza subire reazioni che causerebbero dolore in altre specie: capre, cervi e orsi neri passano volentieri in rassegna l’edera velenosa senza sviluppare eruzioni cutanee pruriginose.
Ho un apprezzamento di lunga data per la biologia bizzarra, quindi ho voluto conoscere uno dei predatori più specializzati del regno animale: il topo cavalletta (Onychomys torridus). Questi piccoli roditori hanno un grande appetito per le prede che altri topi preferiscono lasciare in pace a causa delle difese chimiche della loro preda. Ashlee Rowe e Matt Rowe, nel cui laboratorio ho lavorato mentre si trovavano al Michigan State, stanno studiando come i topi cavalletta possano consumare cibo pericoloso. La comprensione di questa capacità può fornire intuizioni sui percorsi del dolore e aiutare gli scienziati che cercano di trovare nuovi trattamenti non assuefacenti per bloccare i segnali di dolore.
Topi contro coleotteri
Per scoprire di più sul comportamento predatorio dei topi cavalletta, ho viaggiato nel deserto del Sonoran nel sud dell’Arizona con Olivia Guswiler, Victoria Rose e Matt Rowe. Il deserto è bello ma ostile.
Molti animali lì hanno sviluppato adattamenti estremi, tra cui veleni e veleni, che li aiutano a catturare il cibo e a difendersi dai predatori. Questo lo rende il laboratorio naturale perfetto per studiare i roditori e come si sono specializzati per gestire la vita nel deserto.
Ci siamo concentrati su tre specie correlate di topi con diverse preferenze alimentari. I topi cervi (Peromyscus) sono onnivori, noti per integrare una dieta di insetti con qualsiasi cosa trovino nelle cucine di tutto il Nord America. I topi tascabili a forma di nocciolina (Chaetodipus penicillatus) preferiscono mangiare semi e cereali, ma mangeranno insetti come ultima risorsa.
Al contrario, i topi cavalletta del sud sono carnivori voraci. Al tramonto, emettono lunghe grida, come tekettles mute, che sono state descritte come “ululati di lupo in miniatura”. Le loro zampe tozze e i loro cappotti con disegni bianco-abbronzati li fanno sembrare dei piccoli corgi, ma nascondono la loro natura aggressiva. I topi cavalletta attaccano e mangiano tutto ciò che si muove, compresi millepiedi, tarantole, scorpioni e persino altri topi. Hanno una sorprendente immunità al veleno dello scorpione, che uccide i topi cervi in pochi minuti.
Abbiamo voluto vedere come i topi cavalletta, i topi cervi e i topi tascabili mangiavano diversi tipi di insetti, così abbiamo intrappolato più di 80 di loro e testato il loro comportamento alimentare. Abbiamo dato ad ogni topo un grillo, che è in gran parte indifeso, e un coleottero puzzolente (Eleodes longicollis). Questi insetti sono come i pretzel ricoperti di cioccolato del deserto – dolcetti altamente calorici che contengono sapori contrastanti.
Ma per arrivare al centro succoso, un predatore deve superare un duro guscio esterno e uno spray bruciante e acre che lo scarabeo spruzza dalla sua parte posteriore. Lo spray contiene sostanze chimiche benzochinone, che rilasciano fumi simili alla candeggina e possono danneggiare gli occhi, il naso, la bocca e la pelle con un’esposizione prolungata. Posso testimoniare personalmente il suo sapore amaro e pungente e le macchie marroni che lascia sui vestiti e sulla pelle.
Test del gusto
In una tipica battaglia, la maggior parte dei topi cavalletta attaccavano immediatamente il coleottero ma venivano respinti da una faccia piena di spray chimico. Occhi chiusi, si giravano per strofinare la testa nella sabbia, apparentemente cercando di spazzolare lo spray dal loro pelo. Ma poi, incredibilmente, ogni topo tornava a mordere la testa del coleottero fino a quando non era sottomesso. Seguirono degli scricchiolii mentre il topo teneva il coleottero come un panino, facendosi strada lungo il corpo fino a quando tutto ciò che rimaneva erano sei zampe e un guscio vuoto.
Gli altri contendenti erano dei completi fifoni. I topi cervi annusavano i coleotteri come un cliente di un ristorante che contempla se ordinare il chili piccante. Alla fine hanno rinunciato tutti, anche se molti hanno mangiato i grilli più miti. Alcuni curiosi topi tascabili hanno ispezionato gli insetti, ma sono rimasti vegetariani.
I roditori carnivori come modelli farmaceutici
I topi cavalletta hanno abilità speciali che li rendono predatori estremamente efficienti. Li abbiamo visti mettere in atto comportamenti di attacco progettati per inabilitare rapidamente un coleottero mordendolo alla testa piuttosto che all’addome. Li abbiamo anche visti esibire comportamenti di difesa, come strofinarsi la faccia o cercare di seppellire il coleottero nella sabbia, suggerendo che i topi probabilmente hanno contratto benzochinoni nei loro occhi, nasi e bocche. Eppure hanno perseguito senza sosta i coleotteri nonostante questo disagio superficiale. Come i Rowes hanno suggerito, questo comportamento può alludere a qualche forma sottostante di tolleranza chimica.
Siccome i topi cervi non hanno mostrato questi comportamenti, potrebbero non avere gli adattamenti necessari per mangiare lo stesso tipo di cibo. È possibile che i topi cavalletta abbiano recettori sensoriali meno sensibili al benzochinone. Per rispondere a questa domanda, il laboratorio Rowe sta studiando i recettori sensoriali nei topi cervi e nei topi cavalletta.
Ma sappiamo che questi animali mostrano una sensibilità ridotta ad altre sostanze chimiche che scatenano la sensazione di dolore. C’è anche qualche prova che non mostrano condizionamento aversivo ai coleotteri puzzolenti, il che significa che i topi cavalletta non imparano mai ad associare i coleotteri al dolore, anche dopo aver avuto un’esperienza negativa con lo spray.
La ricerca futura potrebbe trovare ancora più indizi nel cervello del topo cavalletta su come le sensazioni di dolore possono essere bloccate. I farmaci umani come Advil e altri antinfiammatori non steroidei riducono il dolore bloccando la produzione di alcune sostanze chimiche nel corpo che infiammano i tessuti. Allo stesso modo, i farmaci che imitano le chiavi destinate ad adattarsi alla forma delle serrature dei recettori sensoriali potrebbero fermare quei recettori dall’inviare segnali di dolore. Copiando esempi naturali di resistenza al dolore, gli scienziati possono progettare trattamenti per alleviare il dolore o identificare quale parte del percorso del dolore potrebbe essere malfunzionante nei pazienti con dolore cronico.
Sei ciò che mangi
Imparare di più sui recettori del dolore e del gusto nei topi cavalletta può anche aiutarci a capire come sono diventati così diversi dagli altri topi in primo luogo. Molti carnivori hanno meno recettori del gusto degli erbivori, forse perché non hanno bisogno di rilevare quali piante sono tossiche. I mammiferi marini che ingoiano il loro cibo intero, come leoni marini e delfini, non hanno la maggior parte dei recettori del gusto.
Altri animali, come i pipistrelli vampiri, sembrano incapaci di avversione condizionata al gusto – la tendenza ad evitare un cibo che ha fatto sentire male in passato. Tale comportamento sarebbe inutile per gli animali che seguono una dieta rigorosa di sangue di mammiferi e raramente incontrano cibo tossico.
Forse i cambiamenti genetici nei recettori del gusto dei topi cavalletta li hanno aiutati a superare altri roditori per il cibo limitato nel deserto. Mangiando insetti e aracnidi che nessun altro può gestire, i topi cavalletta occupano una nicchia alimentare unica che li aiuta a sopravvivere in uno degli ambienti più difficili della Terra.
Considerando che gli esseri umani e i topi sono così geneticamente simili, questi feroci carnivori potrebbero un giorno essere un prototipo leader per la progettazione di farmaci che alleviano la sofferenza umana.
Nota degli editori: Questa storia è stata aggiornata per riflettere meglio i contributi di Ashlee e Matt Rowe.