Si vous étiez piqué par un scorpion d'écorce, le scorpion le plus venimeux d'Amérique du Nord, vous ressentiriez quelque chose comme le choc douloureux et intense d'être électrocuté. Quelques instants après que la créature retourne sa queue et injecte du venin dans votre peau, la douleur intense est reliée à un engourdissement ou des picotements dans la partie du corps qui a été piquée et vous pouvez ressentir un essoufflement. L'effet de ce venin sur certaines personnes - les petits enfants, les personnes âgées ou les adultes dont le système immunitaire est affaibli - peut même provoquer une mousse à la bouche, des symptômes semblables à des convulsions, une paralysie et éventuellement la mort.
La piqûre du scorpion peut être mortelle, mais l'un de ses prédateurs, la souris sauterelle, est insensible à la douleur et aux effets paralysants de son venin. Photo gracieuseté de Matthew et Ashlee Rowe
Sur la seule base de la taille de son corps, la souris sauterelle velue de quatre pouces de long devrait mourir quelques minutes après avoir été piquée. Grâce au venin du scorpion, qui provoque une paralysie temporaire, les muscles qui permettent à la souris de respirer doivent se fermer et provoquer une asphyxie. Vous penseriez donc que le rongeur éviterait les scorpions à tout prix. Mais si vous mettez une souris et un scorpion au même endroit, la réaction du rongeur est frappante.
S'il est piqué, le rongeur de quatre pouces de long peut faire un bond en arrière pour un moment de surprise. Puis, après une brève pause, il va se faire tuer et dévorer pièce par pièce le scorpion:
Ce comportement prédateur n'est pas le résultat d'une ténacité remarquable. Comme l'ont récemment découvert des scientifiques, la souris a développé une adaptation particulièrement utile: elle est à la fois résistante à la douleur et aux effets paralytiques qui rendent le venin du scorpion si toxique.
Bien que les scientifiques sachent depuis longtemps que la souris, originaire des déserts du sud-ouest américain, s'attaque à une gamme de scorpions non toxiques, «personne n'a jamais vraiment demandé s'ils attaquaient et tuaient des scorpions vraiment toxiques», déclare Ashlee Rowe de Michigan State. Université, qui a dirigé la nouvelle étude publiée aujourd'hui dans Science .
Pour enquêter, Rowe a visité le désert à proximité des montagnes de Santa Rita, en Arizona, et a recueilli un certain nombre de souris et de scorpions. De retour à son laboratoire, quand elle et ses collègues ont mis les deux animaux ensemble dans le même réservoir, ils ont constaté que les souris dévoraient les scorpions avec enthousiasme et étaient apparemment insensibles à leurs ficelles toxiques, ne montrant aucun signe d'inflammation ou de paralysie par la suite. Ils ont même injecté directement le venin dans d'autres spécimens de souris pour confirmer qu'il ne les affectait pas physiologiquement.
La question restait cependant de savoir si les souris étaient simplement immunisées contre les effets paralysants du venin ou si elles étaient également incapables de ressentir de la douleur à la suite d'une piqûre. «Je voyais les souris se faire piquer, puis elles se toilettaient un peu et les éliminaient», dit Rowe. Après avoir parlé à des gens qui avaient été piqués et avaient entendu dire à quel point cela faisait mal, elle a émis l'hypothèse que la légère réaction chez les souris indiquait qu'elles résistaient à la douleur elle-même.
En travaillant avec Yucheng Xiao et Theodore Cummins de l’Université d’Indiana, elle a examiné de près les structures physiques qui relient les neurones sensoriels (qui transmettent des stimuli externes, tels que la douleur) au système nerveux central (où la douleur est ressentie). «Il existe de grands et longs neurones qui s'étendent des mains et des pieds jusqu'à la moelle épinière, et ils sont chargés de prendre des informations de l'environnement et de les envoyer au cerveau», dit-elle.
Incroyablement, les cellules nerveuses associées à l'interface entre ces deux systèmes peuvent continuer à fonctionner normalement une fois qu'elles ont été retirées des souris, si elles ont été correctement préservées et cultivées dans un support. En conséquence, son équipe a pu examiner les mécanismes qui contrôlent le flux de signaux entre les neurones sensoriels et la moelle épinière - des structures connues sous le nom de canaux ioniques - et voir si ceux présents chez les souris sauterelles fonctionnaient différemment de ceux des souris domestiques. exposé au venin de scorpion.
Ils ont découvert que, chez la souris domestique, le venin avait provoqué le passage d'un signal dans un canal connu sous le nom de Nav1.7, provoquant ainsi la perception d'une douleur. Chez les souris sauterelles, cependant, quelque chose d'inattendu s'est produit: l'arrivée du venin n'a entraîné aucun changement dans l'activité de Nav1.7, car les protéines produites par un canal ionique différent, appelé Nav1.8, se liaient aux molécules de venin et les rendaient futiles. En fait, cette réaction a eu un effet général d'engourdissement sur l'ensemble du système de transmission de la douleur chez la souris, laissant les animaux temporairement incapables de ressentir toutes sortes de douleurs, y compris celles sans lien avec le venin de scorpion.
Les chercheurs ont également examiné la génétique sous-jacente, en séquençant les gènes correspondant à ces canaux ioniques structurés en alternance, ce qui leur permettra d'étudier le contexte évolutif spécifique de cette adaptation remarquable. En théorie, les raisons pour lesquelles les espèces de souris développent une immunité vis-à-vis des toxines du scorpion semblent évidentes: le rongeur nocturne se nourrit de toutes sortes de scorpions. Ainsi, à moins de pouvoir distinguer visuellement entre celles qui sont bénignes et toxiques, il subira de graves conséquences s'il est sensible. au venin. "La mort, après tout, est une pression de sélection assez forte", note Rowe.
D'un autre côté, la douleur joue un rôle évolutif crucial en informant un organisme lorsqu'il est en danger. On sait que certaines autres espèces développent une résistance à des toxines particulières (les couleuvres rayées, par exemple, résistent à la toxine produite par les tritons à la peau rugueuse), mais ces exemples impliquent tous une résistance aux toxines qui peuvent tuer, mais ne causent pas réellement douleur.
Le fait que les souris sauterelles aient développé une résistance à la douleur est donc nouveau - et résulte probablement d’un ensemble très spécifique de circonstances évolutives. Un aspect important est que les scorpions de l'écorce constituent une proportion importante du régime alimentaire de la souris, ce qui entraîne des interactions fréquentes entre les deux organismes. En outre, dit Rowe, "le mécanisme est spécifique au venin, de sorte qu'il ne compromet pas les voies de la douleur en général." Par conséquent, la souris est toujours capable de détecter d'autres sources de douleur (mais pas juste après mordu par le scorpion), et saura donc quand il est confronté à des périls douloureux sans rapport.
