by Marlowe Hood
Tutkijat paljastivat sunnuntaina ensimmäistä kertaa, miten jotkut käärmeet pystyvät havaitsemaan hiiren heikon ruumiinlämmön metrin etäisyydeltä riittävän tarkasti ja nopeasti metsästääkseen pimeässä.
Vuosikymmeniä on tiedetty, että kalkkarokäärmeillä, booilla ja pytoneilla on silmän ja sieraimen välissä niin sanotut kuoppaelimet, jotka pystyvät aistimaan jopa pieniä määriä infrapunasäteilyä – lämpöä – ympäristössään.
Kuoppakyykäärmeiden joukossa Meksikon pohjoisosassa ja Yhdysvaltojen lounaisosissa elävä läntinen timanttikilpikäärme on omaa luokkaansa, sillä sen lämmönhavaintokyky on jopa 10 kertaa terävämpi kuin minkään serkkunsa.
Jopa silmiään peittävillä pienillä laikuilla varustettu käärme on osoittanut kykenevänsä jäljittämään ja tappamaan saalista silmät sidottuina.
Mutta se, miten nämä matelijat tarkalleen ottaen havaitsevat infrapunasignaalit ja muuttavat ne hermoimpulsseiksi, on pysynyt mysteerinä, ja siitä on käyty kiivasta keskustelua.
Yksi ehdokkaaksi on esitetty näkemisen taustalla olevaa fotokemiallista prosessia, jossa silmä näkee sähkömagneettisen säteilyn – ihmiselle näkyvän valon – fotoneina, jotka aktivoivat reseptorisoluja, jotka puolestaan muuttavat energian biokemialliseksi signaaliksi aivoihin.
Jotkut kalat esimerkiksi näkevät sähkömagneettisen spektrin infrapuna-aallonpituuteen.
Mutta David Julius, molekyylibiologi Kalifornian yliopistossa San Franciscossa, osoitti laboratoriokokeissa, että käärmeen ”kuudennessa aistissa” on käytössä erilainen neurologinen väylä.
”Tässä tapauksessa infrapunasäteily itse asiassa havaitaan kuopan elimen sisäpuolella lämpönä”
Tulius kertoi puhelimitse haastattelussa. ”Löysimme vastuussa olevan molekyylin.”
Hyvin ohut kalvo kuoppaelimen sisällä – joka on pohjimmiltaan ontto, luinen ontelo – lämpenee, kun säteily tunkeutuu sisään ihossa olevan aukon kautta, Julius selitti.”
Koska kalvo on onttoon tilaan sijoitettu, se on erittäin herkkä lämpötilan muutoksille.”
”Lämmennyt kudos antaa sitten signaalin hermosäikeille, jotta ne voivat aktivoitua tunnistamillemme TRPA1-kanaviksi kutsutuille reseptoreille”.
Toimintaan liittyvä neurokemiallinen reitti viittaa siihen, että käärmeet pikemminkin tuntevat lämmön kuin näkevät sen.
”Löytämämme molekyyli kuuluu reseptoriperheeseen, joka on sukua nisäkkäiden kipupoluille”, Julius sanoo.
Ihmisillä vastaavaa mekanismia kutsutaan ”wasabi-reseptoriksi”, koska sen avulla aistihermostomme havaitsee sinappiperheeseen kuuluvat ärsyttävät aineet – kuten japanilaisen maustekastikkeen – jotka kuuluvat sinappiperheeseen.
Lämpö ei kuitenkaan aktivoi sitä.
Nature-lehdessä julkaistu löytö saattaa valottaa myös sitä, miten käärmeet, jotka ovat luikerrelleet maapallolla yli 100 miljoonaa vuotta, ovat kehittyneet.
”Aistimismolekyylien muutosten tutkiminen on mielenkiintoinen tapa tarkastella evoluutiota, koska kun eläimet asuvat erilaisissa markkinarakoissa, haistavat ja maistavat erilaisia asioita, metsästävät erilaisia eläimiä, niiden aistijärjestelmien on sopeuduttava”, Julius sanoi.
Löydökset viittaavat myös siihen, että luonnonvalinnan voimat saivat matelijoissa aikaan saman huomattavan lämmönhakuisen mekanismin erillisinä kertoina.
Toisin kuin boat ja pythonit, joilla on myös kuoppaelimet, kyykäärmeet – kalkkarokäärmeet mukaan luettuina – ovat evoluution kannalta suhteellisen uusia tulokkaita, joten niiden on täytynyt kehittää sama kyky itsenäisesti.
”On hämmästyttävää ajatella, että satunnaismutaatio olisi voinut keksiä samantyyppisen ratkaisun useampaan kuin yhteen kertaan”
, Julius sanoi.
(c) 2010 AFP