אם היית נעקץ על ידי עקרב נביחה, העקרב הארסי ביותר בצפון אמריקה, היית מרגיש משהו כמו הטלטלה העזה והכואבת של התחשמלות. רגעים אחרי שהיצור מחליף את זנבו ומזריק ארס לעורכם, לכאב העז יצטרפו קהות או עקצוץ בחלק הגוף שנעקץ, ואולי אתם חווים קוצר נשימה. השפעת הארס הזה על אנשים מסוימים - ילדים קטנים, קשישים או מבוגרים הסובלים ממערכת חיסון נפגעת - יכולה אפילו לעורר הקצפה בפה, תסמינים דומים להתקף, שיתוק ואולי גם מוות.
עקיצתו של עקרב הנביחה יכולה להיות קטלנית - אך אחד הטורפים שלה, עכבר החרגול, אטום הן לכאבים והן להשפעות המשתקות של הארס שלו. התמונה באדיבות מתיו ואשלי רו
בהתבסס על גודל גופו בלבד, עכבר החרגול הפרוותי שאורכו ארבעה סנטימטרים אמור למות תוך דקות ספורות מלהיות עקוץ - בזכות ארס העקרב, הגורם לשיתוק זמני, השרירים המאפשרים לעכבר לנשום צריכים להיפגע, מה שמוביל לחנק. - כך היית חושב שהמכרסם ימנע מכל העקרבים בכל מחיר. אבל אם אתה שם עכבר ועקרב באותו מקום, תגובת המכרסם נועזת להפליא.
אם נעקץ, המכרסם שאורכו 4 אינץ 'עשוי לקפוץ לרגע בהפתעה. ואז, לאחר הפסקה קצרה, זה ייקח להרוג ויטרוף את העקרב חתיכה אחר חתיכה:
התנהגות טורפת זו אינה תוצאה של קשיחות מדהימה. כפי שגילו מדענים לאחרונה, העכבר פיתח הסתגלות שימושית במיוחד: הוא חסין מפני כאב וגם מפני השפעות משותקות שהופכות את ארס העקרב כל כך רעיל.
למרות שמדענים כבר מזמן ידעו שהעכבר, יליד המדבריות של דרום-מערב אמריקה, מקדים מגוון עקרבים לא רעילים, "איש מעולם לא שאל אם הם תוקפים וממיתים עקרבים רעילים באמת", אומרת אשלי רו ממדינת מישיגן. האוניברסיטה, שהובילה את המחקר החדש שפורסם היום ב- Science .
כדי לחקור, רו ביקר במדבר הסמוך להרי סנטה ריטה באריזונה ואסף מספר עכברים ועקרבים. כשחזרו במעבדה שלה, כאשר היא ועמיתיה הרכיבו את שתי החיות לאותו טנק, הם ראו שהעכברים טרפו את העקרבים בגוסטו וכביכול היו אטומים למיתר הרעיל שלהם, ולא הראו סימני דלקת או שיתוק אחר כך. הם אפילו הזריקו את הארס ישירות לדגימות עכבר אחרות כדי לאשר עוד יותר שזה לא השפיע עליהם פיזיולוגית.
השאלה נותרה עם זאת, אם העכברים אינם חסינים רק מהשפעות המשתק של הארס, או שאינם מסוגלים לחוש כאב כתוצאה מעוקץ. "הייתי רואה את העכברים נעקצים, והם פשוט היו מטפחים מעט ומפוצצים אותם, " אומר רו. לאחר שדיברה עם אנשים שנעקצו ושמעה עד כמה זה כאב, היא שיערה שהתגובה הקלה בעכברים העידה שהם עמידים לכאב עצמו.
בעבודה עם יוצ'נג שיאו ותאודור קמינס מאוניברסיטת אינדיאנה, בחנה מקרוב את המבנים הגופניים המחברים בין הנוירונים התחושתיים (המעבירים גירויים חיצוניים, כמו כאב) למערכת העצבים המרכזית (בה חווים כאב). "ישנם נוירונים גדולים וארוכים המשתרעים מהידיים והרגליים עד חוט השדרה, והם אחראיים לקחת מידע מהסביבה ולשלוח אותם למוח, " היא אומרת.
לא ייאמן, תאי העצב המשויכים לממשק בין שתי מערכות אלה יכולים להמשיך ולתפקד כרגיל כאשר הוצאו מהעכברים, אם הם נשמרו כראוי וטופחו במדיום. כתוצאה מכך הצוות שלה הצליח לבחון את המנגנונים השולטים על זרימת האותות בין עצביות החישה לבין חוט השדרה - מבנים המכונים תעלות יונים - ולראות אם אלה שנמצאים בעכברי חגבים מתפקדים בצורה שונה מאלה בעכברי הבית כאשר חשוף לארס עקרב.
הם מצאו, בעכברי בית, הארס גרם לתעלה המכונה Nav1.7 לעבור לאורך אות, וגרם לתפיסת הכאב. עם זאת, בעכברי חגב קרה משהו לא צפוי: הגעת הארס לא גרמה לשינוי בפעילותו של Nav1.7, מכיוון שחלבונים המיוצרים על ידי תעלת יונים שונה, המכונה Nav1.8, נקשרו למולקולות ארס והפכו אותם ללא תוחלת. למעשה, תגובה זו גרמה להשפעה כוללת של קהות על כל מערכת העברת הכאבים בעכבר, והותירה את בעלי החיים לא מסוגלים לחוש כל מיני כאבים, כולל אלה שאינם קשורים לארס העקרבים.
החוקרים בדקו גם את הגנטיקה שבבסיס, ורצפו את הגנים התואמים לתעלות יון מובנות לחלופין, שיאפשרו להם לחקור את הרקע האבולוציוני הספציפי של אדפטציה מדהימה זו. בתיאוריה, התמריצים למין העכברים המתפתחים חסינות לרעלני עקרב נראים ברורים: המכרסם הלילי ניזון מכל מיני עקרבים, אז אלא אם הוא יכול להבחין חזותית בין אלו שפירים ורעילים, הוא יעמוד בתוצאות חמורות אם הוא רגיש לארס. "אחרי הכל, מוות הוא לחץ בחירה די חזק", מציין רו.
אבל מצד שני, הכאב משמש תפקיד אבולוציוני מכריע, ומודיע לאורגניזם כאשר הוא בסכנה. ידוע כי מינים אחרים מפתחים עמידות לרעלנים מסוימים (נחשי ביריות, למשל, עמידים לרעלן המיוצר על ידי ניוטים מחוסרי עור), אך דוגמאות אלה כוללות עמידות לרעלים שיכולים להרוג, אך אינן גורמות למעשה כאב.
אז העובדה שעכברי חגב התפתחו עמידות לכאב עצמו היא דבר חדשני - וכנראה תוצאה של מערכת נסיבות אבולוציונית מאוד ספציפית. היבט חשוב אחד הוא שעקרבי נביחות הם חלק משמעותי מתזונת העכברים, מה שמוביל לאינטראקציות תכופות בין שני האורגניזמים. בנוסף, אומר רו, "המנגנון הוא ספציפי לארס עצמו, כך שהוא לא פוגע במסלולי הכאב של העכבר." כתוצאה מכך, העכבר עדיין מסוגל לאתר מקורות כאב אחרים (פשוט לא ממש אחרי שזה היה שננשך על ידי העקרב), וכך יידע מתי הוא מתמודד עם סכנות כואבות לא קשורות.
