Este greu să apreciem valoarea durerii atunci când o simțim, dar majoritatea ființelor vii nu ar supraviețui fără ea. Durerea este un semnal că ceva dăunează organismului tău și că trebuie să iei măsuri.
Un mod de a învăța despre receptorii durerii este prin studierea speciilor la care acești receptori par să fie absenți. Ca exemplu, multe animale mănâncă în mod regulat alimente toxice fără a suferi reacții care ar provoca durere la alte specii: caprele, căprioarele și urșii negri vor răsfoi cu plăcere iedera otrăvitoare fără a dezvolta erupții cutanate cu mâncărimi.
Am o apreciere de lungă durată pentru biologia bizară, așa că am vrut să învăț despre unul dintre cei mai specializați prădători din regnul animal: șoarecele lăcustă (Onychomys torridus). Aceste rozătoare mici au un apetit mare pentru prada pe care alți șoareci preferă să o lase în pace din cauza apărării chimice a prăzii lor. Ashlee Rowe și Matt Rowe, în al căror laborator am lucrat în timp ce se aflau la Michigan State, investighează modul în care șoarecii lăcustă pot consuma alimente periculoase. Înțelegerea acestei abilități ar putea oferi informații despre căile durerii și ar putea ajuta oamenii de știință care încearcă să găsească tratamente noi, care să nu provoace dependență, pentru blocarea semnalelor de durere.
Șoareci vs. gândaci
Pentru a descoperi mai multe despre comportamentul prădător al șoarecilor lăcustă, am călătorit în deșertul Sonoran din sudul Arizonei cu Olivia Guswiler, Victoria Rose și Matt Rowe. Deșertul este frumos, dar ostil.
Multe animale de acolo au dezvoltat adaptări extreme, inclusiv veninuri și otrăvuri, care le ajută să prindă hrană și să se apere de prădători. Acest lucru îl face să fie laboratorul natural perfect pentru studierea rozătoarelor și a modului în care acestea s-au specializat pentru a face față vieții în deșert.
Ne-am concentrat asupra a trei specii înrudite de șoareci cu preferințe alimentare diferite. Șoarecii cerb (Peromyscus) sunt omnivori, cunoscuți pentru că își completează dieta de insecte cu tot ceea ce găsesc în bucătăriile din toată America de Nord. Șoarecii de buzunar în formă de alună (Chaetodipus penicillatus) preferă să mănânce semințe și cereale, dar vor mânca insecte în ultimă instanță.
În schimb, șoarecii lăcustă din sud sunt carnivori vorace. La apusul soarelui, ei scot strigăte lungi, ca niște țâșnete în surdină, care au fost descrise ca fiind „urlete de lup în miniatură”. Picioarele lor butucănoase și hainele lor cu model cafeniu și alb îi fac să arate ca niște corgi mici, dar le dezmint natura agresivă. Șoarecii Grasshopper atacă și mănâncă tot ce mișcă, inclusiv miriapode, tarantule, scorpioni și chiar alți șoareci. Ei au o imunitate uimitoare la veninul de scorpion, care ucide șoarecii cerb în câteva minute.
Am vrut să vedem cum mănâncă șoarecii lăcustă, șoarecii cerb și șoarecii de buzunar diferite tipuri de insecte, așa că am prins în capcană peste 80 de șoareci și le-am testat comportamentul alimentar. Am dat fiecărui șoarece un greier, care este în mare parte lipsit de apărare, și un gândac urât mirositor (Eleodes longicollis). Aceste insecte sunt ca niște covrigei acoperiți cu ciocolată din deșert – bunătăți hipercalorice care conțin gusturi contrastante.
Dar pentru a ajunge la centrul suculent, un prădător trebuie să învingă o carapace exterioară dură și un spray arzător și acru pe care gândacul îl împroașcă din partea sa posterioară. Spray-ul conține substanțe chimice benzochinonă, care eliberează vapori asemănători cu înălbitorul și care pot afecta ochii, nasul, gura și pielea în cazul unei expuneri prelungite. Pot să atest personal gustul său amar, înțepător și petele maro pe care le lasă pe haine și pe piele.
Teste de gust
Într-o luptă tipică, majoritatea șoarecilor lăcuste au atacat imediat gândacul, dar au fost respinși de o față plină de spray chimic. Cu ochii închiși, se întorceau pentru a-și freca capul de nisip, părând că încearcă să îndepărteze spray-ul de pe blana lor. Dar apoi, în mod remarcabil, fiecare șoarece se întorcea să muște capul gândacului până când acesta era supus. Urmau scârțâieli în timp ce șoarecele ținea gândacul ca pe un sandviș, coborând în jos pe corp până când tot ce rămânea erau șase picioare și o carapace goală.
Ceilalți concurenți erau niște fricoși totali. Șoarecii căprioare au mirosit în jurul gândacilor ca un client de restaurant care se gândește dacă să comande sau nu chili picant. Cu toții au renunțat în cele din urmă, deși mulți au mâncat greierii mai blânzi. Câțiva șoareci de buzunar curioși au inspectat insectele, dar au rămas vegetarieni.
Rodătoarele carnivore ca modele farmaceutice
Șoriceii de lăcustă au abilități speciale care îi fac să fie prădători extrem de eficienți. I-am văzut desfășurând comportamente de atac concepute pentru a incapacita rapid un gândac, mușcându-l de cap mai degrabă decât de abdomen. De asemenea, i-am văzut manifestând comportamente de apărare, cum ar fi frecarea feței sau încercarea de a îngropa gândacul în nisip, ceea ce sugerează că șoarecii au contractat probabil benzochinone în ochii, nasul și gura lor. Cu toate acestea, ei au urmărit neîncetat gândacii în ciuda acestui disconfort superficial. După cum au sugerat cei de la Rowes, acest comportament poate sugera o formă subiacentă de toleranță chimică.
Din moment ce șoarecii de cerb nu au prezentat aceste comportamente, este posibil ca ei să nu aibă adaptările necesare pentru a mânca același tip de hrană. Este posibil ca șoarecii lăcustă să aibă receptori senzoriali care sunt mai puțin sensibili la benzochinonă. Pentru a răspunde la această întrebare, laboratorul Rowe investighează în prezent receptorii senzoriali la șoarecii cerb și la șoarecii lăcustă.
Dar știm că aceste animale prezintă o sensibilitate redusă la alte substanțe chimice care declanșează senzația de durere. Există chiar și unele dovezi că nu prezintă condiționare aversivă la gândacii urât mirositori, ceea ce înseamnă că șoarecii lăcustă nu învață niciodată să asocieze gândacii cu durerea, chiar și după ce au o experiență negativă cu spray-ul.
Cercetarea viitoare ar putea găsi și mai multe indicii în creierul șoricelului lăcustă despre cum pot fi blocate senzațiile de durere. Medicamentele pentru oameni, cum ar fi Advil și alte medicamente antiinflamatoare nesteroidiene, reduc durerea prin blocarea producției de anumite substanțe chimice din organism care inflamează țesuturile. În mod similar, medicamentele care imită cheile menite să se potrivească formei încuietorilor receptorilor senzoriali ar putea împiedica acești receptori să trimită semnale de durere. Prin copierea exemplelor naturale de rezistență la durere, oamenii de știință pot concepe tratamente pentru a atenua durerea sau pentru a identifica ce parte a căii durerii ar putea funcționa defectuos la pacienții cu dureri cronice.
Ești ceea ce mănânci
Învățând mai multe despre receptorii durerii și ai gustului la șoarecii lăcustă ar putea, de asemenea, să ne ajute să înțelegem cum au devenit atât de diferiți de ceilalți șoareci, în primul rând. Multe carnivore au mai puțini receptori ai gustului decât erbivorele, probabil pentru că nu au nevoie să detecteze ce plante sunt toxice. Mamiferele marine care își înghit mâncarea întreagă, cum ar fi leii de mare și delfinii, sunt lipsite complet de majoritatea receptorilor de gust.
Alte animale, cum ar fi liliecii vampir, par incapabile de aversiune gustativă condiționată – tendința de a evita un aliment care v-a făcut să vă simțiți rău în trecut. Un astfel de comportament ar fi inutil pentru animalele care urmează o dietă strictă de sânge de mamifere și care întâlnesc rareori alimente toxice.
Poate că modificările genetice ale receptorilor gustativi ai șoarecilor lăcustă i-au ajutat pe aceștia să concureze alte rozătoare pentru hrana limitată din deșert. Mâncând insecte și arahnide cu care nimeni altcineva nu se poate descurca, șoarecii lăcustă ocupă o nișă dietetică unică care îi ajută să supraviețuiască într-unul dintre cele mai dure medii de pe Pământ.
Considerând că oamenii și șoarecii sunt atât de asemănători din punct de vedere genetic, aceste carnivore feroce ar putea fi într-o zi un prototip de frunte pentru conceperea de medicamente care să amelioreze suferința umană.
Nota editorilor: Această știre a fost actualizată pentru a reflecta mai bine contribuțiile lui Ashlee și Matt Rowe.