Sekiranya anda disengat oleh kalajengking kulit, kalajengking yang paling berbisa di Amerika Utara, anda akan merasa seperti penyinaran sengit yang teruk. Sekali-kali selepas makhluk membaling ekornya dan menyuntik racun ke dalam kulit anda, rasa sakit yang sengit akan disertai oleh rasa mati rasa atau kesemutan di bahagian tubuh yang tersengat, dan anda mungkin mengalami sesak nafas. Kesan racun ini pada sesetengah orang-kanak-kanak kecil, orang tua atau orang dewasa dengan sistem imun yang berkompromi-juga boleh mencetuskan frasa di mulut, gejala seperti kejang, lumpuh dan berpotensi mati.
Sengatan scorpion kulit boleh mematikan-tetapi salah satu pemangsa, tikus belalang, tidak tahan terhadap kesakitan dan kesan lumpuh racunnya. Gambar ihsan Matthew dan Ashlee Rowe
Berdasarkan semata-mata pada saiz badannya, tetikus belalang berbulu empat inci panjang harus mati dalam masa beberapa minit setelah tersangkut-terima kasih kepada racun kalajengking, yang menyebabkan lumpuh sementara, otot yang membolehkan tikus untuk bernafas harus ditutup, yang menyebabkan asfyxiation - maka anda fikir tikus itu akan menghindari kalajengking di semua biaya. Tetapi jika anda meletakkan tetikus dan kala jengking di tempat yang sama, tindak balas tikus itu sangat jelek.
Jika tersengat, tikus empat inci panjang mungkin melompat sebentar lagi. Kemudian, selepas jeda sebentar, ia akan masuk untuk membunuh dan memakan seketika kalajengking sekeping:
Tingkah laku pemangsa ini bukanlah hasil dari kelebihan yang luar biasa. Seperti yang ditemui oleh saintis baru-baru ini, tetikus telah berkembang adaptasi amat berguna: Ia kebal terhadap kedua-dua kesakitan dan kesan lumpuh yang menjadikan racun kalajengking itu menjadi toksik.
Walaupun ahli sains lama tahu bahawa tetikus, yang berasal dari padang pasir Barat Daya Amerika, menyerang pelbagai jenis kalajengking yang tidak toksik, "tidak ada yang benar-benar bertanya sama ada mereka menyerang dan membunuh kalajengking yang sangat toksik, " kata Ashlee Rowe dari Negeri Michigan Universiti, yang mengetuai kajian baru yang diterbitkan hari ini dalam Sains .
Untuk menyiasat, Rowe melawat gurun berhampiran Santa Rita Mountains Arizona dan mengumpulkan sejumlah tikus dan kalajengking. Kembali ke makmalnya, apabila dia dan rakannya meletakkan kedua-dua haiwan itu bersama-sama dalam tangki yang sama, mereka melihat bahawa tikus memakan kalajengking dengan nafsu dan nampaknya tidak tahan terhadap tali toksik mereka, tidak menunjukkan tanda-tanda keradangan atau lumpuh selepas itu. Mereka juga secara langsung menyuntik racun ke spesimen tetikus lain untuk mengesahkan bahawa ia tidak menjejaskan mereka secara fisiologi.
Persoalannya tetap, sama ada tikus hanya kebal terhadap kesan lumpuh racun, atau juga tidak dapat merasakan kesakitan akibat sengatan. "Saya akan melihat tikus tersengat, dan mereka akan menyapu sedikit dan meniupnya, " kata Rowe. Selepas dia bercakap dengan orang yang telah disengat dan mendengar betapa teruknya ia menyakitkan, dia menegaskan bahawa reaksi ringan pada tikus menunjukkan bahawa mereka tahan terhadap kesakitan itu sendiri.
Bekerja dengan Yucheng Xiao dan Theodore Cummins dari Indiana University, dia meneliti struktur fizikal yang menghubungkan neuron deria (yang menyampaikan rangsangan luar, seperti kesakitan) ke sistem saraf pusat (di mana kesakitan dialami). "Terdapat neuron besar yang panjang dari tangan dan kaki hingga ke saraf tunjang, dan mereka bertanggungjawab mengambil maklumat dari alam sekitar dan menghantarnya ke otak, " katanya.
Yang luar biasa, sel-sel saraf yang dikaitkan dengan antara muka antara kedua-dua sistem ini boleh terus berfungsi apabila mereka telah dikeluarkan dari tikus, jika mereka telah dipelihara dan dibudayakan dengan baik dalam medium. Akibatnya, pasukannya dapat melihat mekanisme yang mengawal aliran isyarat antara neuron deria dan struktur saraf spinal yang dikenali sebagai saluran ion-dan lihat jika mereka yang hadir dalam tikus belalang berfungsi dengan berbeza daripada yang ada di tikus rumah apabila terdedah kepada racun kalajengking.
Mereka mendapati, di tikus rumah, racun menyebabkan saluran yang dikenali sebagai Nav1.7 untuk menyampaikan isyarat, menyebabkan persepsi sakit. Walau bagaimanapun, dalam tikus belalang, sesuatu yang tidak dijangka berlaku: Kedatangan racun menyebabkan perubahan dalam aktiviti Nav1.7, kerana protein yang dihasilkan oleh saluran ion yang berbeza, dikenali sebagai Nav1.8, terikat kepada molekul racun dan menyebabkan mereka sia-sia. Sebenarnya, reaksi ini menghasilkan kesan nyenyak keseluruhan pada sistem penghantaran kesakitan tikus, meninggalkan haiwan sementara tidak dapat merasai pelbagai rasa sakit, termasuk yang tidak berkaitan dengan racun kalajengking.
Para penyelidik juga melihat genetik yang mendasari, menyusun gen yang sesuai dengan saluran ion berstruktur alternatif ini, yang akan membolehkan mereka menyiasat latar belakang evolusi spesifik penyesuaian yang luar biasa ini. Secara teorinya, insentif untuk spesies tetikus yang berkembang menjadi imuniti terhadap toksin kala jengking kelihatannya jelas: Pemangsa pada waktu malam memakan semua jenis kalajengking, jadi jika ia tidak dapat dibezakan secara visual antara mereka yang jinak dan toksik, ia akan menghadapi akibat yang teruk jika ia sensitif kepada racun. "Kematian, bagaimanapun, adalah tekanan pemilihan yang cukup kuat, " kata Rowe.
Tetapi sebaliknya, kesakitan berfungsi sebagai peranan evolusi penting, memaklumkan organisme apabila ia berada dalam bahaya. Sesetengah spesies lain telah mengetahui untuk mengembangkan ketahanan terhadap toksin tertentu (ular garter, misalnya, tahan terhadap toksin yang dihasilkan oleh kulit kasar berkulit kasar), tetapi contoh-contoh ini semua melibatkan ketahanan terhadap toksin yang dapat membunuh, tetapi sebenarnya tidak menyebabkan kesakitan.
Jadi hakikat bahawa tikus belalang telah berkembang ketahanan terhadap kesakitan itu sendiri adalah novel-dan mungkin hasil dari satu set yang sangat spesifik keadaan evolusi. Salah satu aspek penting adalah bahawa kalajengkung kulit adalah sebahagian besar dari diet tikus, yang menyebabkan interaksi kerap antara kedua-dua organisma. Selain itu, kata Rowe, "mekanisme itu khusus kepada racun itu sendiri, jadi ia tidak menjejaskan laluan kesakitan keseluruhan tikus." Akibatnya, tetikus masih dapat mengesan sumber-sumber kesakitan yang lain (tidak tepat selepas itu digigit oleh kalajengking), dan dengan itu akan tahu apabila berhadapan dengan peril yang menyakitkan yang tidak berkaitan.
