Jika Anda disengat oleh kalajengking kulit, kalajengking paling berbisa di Amerika Utara, Anda akan merasakan sesuatu seperti sengatan sengatan listrik yang menyakitkan. Beberapa saat setelah makhluk itu membalikkan ekornya dan menyuntikkan racun ke kulit Anda, rasa sakit yang hebat akan bergabung dengan mati rasa atau kesemutan di bagian tubuh yang tersengat, dan Anda mungkin mengalami sesak napas. Efek racun ini pada beberapa orang — anak-anak kecil, orang tua atau orang dewasa dengan sistem kekebalan tubuh yang terganggu — bahkan dapat memicu buih di mulut, gejala seperti kejang, kelumpuhan, dan berpotensi kematian.
Sengatan kalajengking kulit bisa mematikan — tetapi salah satu predatornya, tikus belalang, tahan terhadap rasa sakit dan efek melumpuhkan racunnya. Foto milik Matthew dan Ashlee Rowe
Hanya berdasarkan ukuran tubuhnya, tikus belalang berbulu empat inci panjangnya harus mati dalam beberapa menit setelah disengat — berkat racun kalajengking, yang menyebabkan kelumpuhan sementara, otot-otot yang memungkinkan tikus bernapas harus ditutup, yang menyebabkan sesak napas. —Jadi, Anda akan berpikir tikus akan menghindari kalajengking dengan segala cara. Tetapi jika Anda meletakkan mouse dan kalajengking di tempat yang sama, reaksi tikus sangat berani.
Jika tersengat, hewan pengerat empat inci panjang mungkin melompat mundur sejenak karena terkejut. Kemudian, setelah jeda singkat, itu akan masuk untuk membunuh dan melahap potongan kalajengking demi sepotong:
Perilaku predator ini bukan hasil dari ketangguhan yang luar biasa. Seperti yang baru-baru ini ditemukan oleh para ilmuwan, tikus telah mengembangkan adaptasi yang sangat berguna: Ini kebal terhadap rasa sakit dan efek paralitik yang membuat racun kalajengking begitu beracun.
Meskipun para ilmuwan lama tahu bahwa tikus itu, yang berasal dari padang pasir Amerika Barat Daya, memangsa berbagai kalajengking tidak beracun, "tidak ada yang pernah benar-benar bertanya apakah mereka menyerang dan membunuh kalajengking yang benar-benar beracun, " kata Ashlee Rowe dari Negara Bagian Michigan Universitas, yang memimpin studi baru yang diterbitkan hari ini di Science .
Untuk menyelidiki, Rowe mengunjungi gurun di dekat Santa Rita Mountains Arizona dan mengumpulkan sejumlah tikus dan kalajengking. Kembali ke labnya, ketika dia dan rekan-rekannya meletakkan kedua binatang bersama-sama dalam tangki yang sama, mereka melihat bahwa tikus melahap kalajengking dengan penuh semangat dan tampaknya kebal terhadap tali beracun mereka, tidak menunjukkan tanda-tanda peradangan atau kelumpuhan setelahnya. Mereka bahkan langsung menyuntikkan racun ke spesimen tikus lain untuk memastikan bahwa itu tidak mempengaruhi mereka secara fisiologis.
Pertanyaannya tetap, apakah tikus hanya kebal terhadap efek melumpuhkan racun, atau juga tidak dapat merasakan sakit sebagai akibat dari sengatan. "Aku akan melihat tikus-tikus itu disengat, dan mereka hanya akan sedikit merapikannya dan meledakkannya, " kata Rowe. Setelah dia berbicara dengan orang-orang yang disengat dan mendengar betapa sakitnya itu, dia berhipotesis bahwa reaksi ringan pada tikus menunjukkan bahwa mereka tahan terhadap rasa sakit itu sendiri.
Bekerja dengan Yucheng Xiao dan Theodore Cummins dari Indiana University, ia meneliti dengan cermat struktur fisik yang menghubungkan neuron sensorik (yang menyampaikan rangsangan eksternal, seperti rasa sakit) ke sistem saraf pusat (di mana rasa sakit dialami). "Ada neuron besar dan panjang yang membentang dari tangan dan kaki sampai ke sumsum tulang belakang, dan mereka bertanggung jawab untuk mengambil informasi dari lingkungan dan mengirimkannya ke otak, " katanya.
Luar biasa, sel-sel saraf yang terkait dengan antarmuka antara kedua sistem ini dapat terus berfungsi secara normal ketika mereka telah dikeluarkan dari tikus, jika mereka telah diawetkan dengan benar dan dikultur dalam medium. Hasilnya, timnya dapat melihat mekanisme yang mengontrol aliran sinyal antara neuron sensorik dan sumsum tulang belakang - struktur yang dikenal sebagai saluran ion - dan melihat apakah mereka yang ada pada tikus belalang berfungsi berbeda dari pada tikus rumah ketika terkena racun kalajengking.
Mereka menemukan, pada tikus rumahan, racun itu menyebabkan saluran yang dikenal sebagai Nav1.7 untuk meneruskan sinyal, menyebabkan persepsi rasa sakit. Namun, pada tikus belalang, sesuatu yang tidak terduga terjadi: Kedatangan racun tidak menyebabkan perubahan dalam aktivitas Nav1.7, karena protein yang dihasilkan oleh saluran ion berbeda, yang dikenal sebagai Nav1.8, terikat pada molekul racun dan membuatnya sia-sia. Faktanya, reaksi ini menghasilkan efek mati rasa secara keseluruhan pada seluruh sistem transmisi rasa sakit tikus, membuat hewan-hewan itu sementara tidak dapat merasakan semua jenis rasa sakit, termasuk yang tidak terkait dengan racun kalajengking.
Para peneliti juga melihat genetika yang mendasarinya, mengurutkan gen yang sesuai dengan saluran ion terstruktur alternatif ini, yang akan memungkinkan mereka untuk menyelidiki latar belakang evolusi spesifik dari adaptasi yang luar biasa ini. Secara teori, insentif untuk spesies tikus yang mengembangkan kekebalan terhadap racun kalajengking tampak jelas: Hewan pengerat nokturnal memakan segala jenis kalajengking, jadi kecuali jika secara visual dapat membedakan antara yang jinak dan beracun, maka akan menghadapi konsekuensi parah jika sensitif. untuk racun. "Kematian, bagaimanapun, adalah tekanan seleksi yang cukup kuat, " catat Rowe.
Tetapi di sisi lain, rasa sakit memainkan peran penting dalam evolusi, memberi tahu suatu organisme ketika ia dalam bahaya. Beberapa spesies lain telah dikenal untuk mengembangkan resistensi terhadap racun tertentu (ular garter, misalnya, resisten terhadap racun yang diproduksi oleh kadal berkulit kasar), tetapi contoh-contoh ini semua melibatkan resistensi terhadap racun yang dapat membunuh, tetapi tidak benar-benar menyebabkan rasa sakit.
Jadi fakta bahwa tikus belalang telah mengembangkan daya tahan terhadap rasa sakit itu sendiri adalah hal baru — dan kemungkinan merupakan hasil dari serangkaian keadaan evolusi yang sangat spesifik. Salah satu aspek penting adalah kalajengking kulit adalah proporsi yang signifikan dari makanan tikus, yang menyebabkan interaksi yang sering antara kedua organisme. Selain itu, kata Rowe, “mekanismenya khusus untuk racun itu sendiri, sehingga tidak mengganggu jalur rasa sakit keseluruhan tikus.” Sebagai hasilnya, mouse masih dapat mendeteksi sumber-sumber rasa sakit lainnya (tidak tepat setelah itu terjadi). digigit oleh kalajengking), dan dengan demikian akan tahu kapan dihadapkan dengan bahaya menyakitkan yang tidak terkait.
