av Marlowe Hood
Vetenskapsmän avslöjade i söndags för första gången hur vissa ormar för första gången kan upptäcka den svaga kroppsvärmen från en mus på en meters avstånd med tillräcklig precision och hastighet för att jaga i mörkret.
Det har varit känt i årtionden att skallerormar, boaer och pytonormar har så kallade groporgan mellan ögat och näsborren som kan känna av även små mängder infraröd strålning – värme – i sin omgivning.
Av gropvipor är den västliga diamantkrokskattslangen, som är infödd i norra Mexiko och sydvästra USA, i en klass för sig. Dess värmesökande förmåga är upp till tio gånger starkare än hos någon av dess kusiner.
Även med små lappar som täcker ögonen har ormen visat att den kan spåra och döda byten med förbundna ögon.
Men exakt hur dessa reptiler upptäcker och omvandlar infraröda signaler till nervimpulser har förblivit ett mysterium och är föremål för skarp debatt.
En kandidat var den fotokemiska process som ligger till grund för synen, där ögat ser elektromagnetisk strålning – synligt ljus för människor – i form av fotoner som aktiverar receptorceller som i sin tur omvandlar energin till en biokemisk signal till hjärnan.
Vissa fiskar kan till exempel se i den infraröda våglängden av det elektromagnetiska spektrumet.
Men David Julius, molekylärbiolog vid Kaliforniens universitet i San Francisco, har i laboratorieexperiment visat att det är en annan neurologisk väg som ligger bakom det ”sjätte sinnet” hos ormen.
”I det här fallet uppfattas den infraröda strålningen faktiskt som värme inuti groporganet”, säger Julius i en telefonintervju. ”Vi har hittat den molekyl som är ansvarig.”
Ett mycket tunt membran inuti groporganet – i huvudsak ett ihåligt, benigt hålrum – värms upp när strålningen kommer in genom en öppning i huden, förklarade han.
Eftersom membranet befinner sig i ett ihåligt utrymme är det mycket känsligt för temperaturförändringar.
”Den uppvärmda vävnaden ger sedan en signal till nervfibrerna för att aktivera de receptorer som vi har identifierat”, kända som TRPA1-kanaler.
Den neurokemiska väg som är involverad tyder på att ormar känner värme snarare än ser den.
”Den molekyl som vi har hittat tillhör en familj av receptorer som är relaterade till smärtvägar hos däggdjur”, säger Julius.
I människor kallas motsvarande mekanism för ”wasabireceptorn” eftersom den gör det möjligt för vårt sensoriska nervsystem att upptäcka irriterande ämnen – som den japanska kryddan – som tillhör senapsfamiljen.
Den aktiveras dock inte av värme.
Fyndet, som publiceras i Nature, kan också kasta ljus över hur ormar, som har slingrat sig över planeten i mer än 100 miljoner år, har utvecklats.
”Att studera förändringar i sensoriska molekyler är ett intressant sätt att titta på evolutionen, eftersom när djur bebor olika nischer, luktar och smakar olika saker, jagar olika djur, måste deras sensoriska system anpassa sig”, säger Julius.
Fyndet tyder också på att det naturliga urvalets krafter gav samma anmärkningsvärda värmesökarmekanism hos reptiler vid olika tillfällen.
I motsats till boa och pyton, som också har grophålsorgan, är huggormar – inklusive skallerormar – relativt nytillkomna, evolutionärt sett, och måste därför ha utvecklat samma förmåga oberoende av varandra.
”Det är häpnadsväckande att tro att slumpmässiga mutationer skulle kunna ha gett upphov till samma typ av lösning mer än en gång”, sa Julius.
(c) 2010 AFP