Bolest a strach ve světě bezobratlých: Cítí bolest humři, krabi, olihně a chobotnice?

Drobná parazitická vosička Leptopilina právě napíchla kladélkem larvu mouchy octomilky (Drosophila), aby do ní nakladla svá vajíčka. Larva se svíjí, cuká sebou a zkouší se sesmeknout z vosího kladélka. Je to projev bolesti, nebo pouhá reflexní obranná reakce? Donedávna jsme se o tom mohli jen dohadovat. 

Bolí, nebo ne?

Zákony na ochranu zvířat zaměřené proti týrání s bezobratlými živočichy nepočítají. Nic proto nebrání kuchaři, aby ponořil humra zaživa do hrnce s vroucí vodou. Rybáři se nerozpakují ulamovat uloveným krabům klepeta a zmrzačená zvířata házet zpět do moře. Většina lidí je přesvědčena, že „havěť“, jako je hmyz, korýši, plži, mlži nebo hlavonožci, necítí bolest, protože se jejich nervový systém v mnoha ohledech ostře odlišuje od nervové soustavy obratlovců, o lidském mozku nemluvě. 

V otázce prožívání emocí a bolesti u bezobratlých byli laici i odborníci rozděleni na dva tábory. Jeden jim nároky na bolest a strach nepřiznával. Zastánci opačného názoru byli naopak přesvědčení, že i tito „nižší tvorové“ se bojí a trpí bolestí. Neměli však v rukou pádný argument, kterým by své tvrzení podepřeli. Vědci, kteří v bolest bezobratlých věřili, namítali: „Upírat krabovi bolest jen proto, že má jiný nervový systém než my, je stejně hloupé, jako upírat mu zrak, protože se jeho oko diametrálně liší anatomií od našeho oka a protože v mozkové kůře nemá nic, co by se podobalo našemu zrakovému centru.“

Reakce „bez bolesti“ a lízání ran

Bolest vzniká podrážděním speciálních receptorů, které se označují jako nocireceptory. Tyto „antény pro bolest“ reagují podrážděním nervových buněk na nejrůznější podněty – na vysokou teplotu, škodlivé chemikálie ale i na mechanické poškození tkání, například silným tlakem. Nocireceptory najdeme v těle nejrůznějších živočichů od člověka až po larvu mouchy octomilky. Abychom si uvědomili bolest, musí signál z nocireceptoru doputovat do mozku nebo do nervové tkáně, která u bezobratlých funkce mozku nahrazuje. O tom, že nám bolestivý signál do mozku proniká, se přesvědčíme třeba tím, že se štípneme do kůže na předloktí. Ale jak se dozvíme, zda signál z nocireceptoru larvy octomilky dospěl do její hlavové nervové uzliny? Co když se bolestivý signál dostal ke svalům potřebným pro úhybný manévr před kladélkem vosičky „zkratkou“? Co když putoval od nocireceptoru ke svalu bez „zajížďky“ do hlavové nervové uzliny? Pak by muší larva na bodnutí sice reflexně reagovala, ale bolest by necítila. 

Britský biolog Robert Elwood si uvědomil, že i člověk reaguje na bolestivý podnět reflexním pohybem. Když sáhneme na rozpálená kamna, automaticky ucukneme rukou pryč od zdroje bolesti. Tím pro nás ale celá záležitost nekončí. Protože nás popálený prst bolí, i nadále se mu věnujeme. Foukáme si na něj, strkáme ho do studené vody. Snažíme se všemi prostředky zahnat bolest. A tak Elwooda napadlo, že se podívá, zda si bezobratlí „lížou rány“ podobně jako lidé. 

Tohle už není reflex!

Nevelká kreveta prosvítavá (Palaemon elegans) si otírala předními končetinami jedno ze svých dlouhých tykadel. Třela je předníma nohama, hladila si je a vůbec o ně všemožně pečovala. Druhé tykadlo ji v té chvíli zjevně nezajímalo. Robert Elwood zíral na krevetu a nevěřil svým očím, protože patřil k těm, kteří bezobratlým živočichům odmítali bolest přiznat. Krevety zkoumal dlouhá léta a byl přesvědčený, že má tyhle korýše dokonale přečtené. Ví, co od nich může čekat. Rozhodl se potvrdit svůj náhled jednoduchým pokusem. 

Elwood vytáhl krevetu z akvária s mořskou vodou a štětečkem jí na jedno tykadlo nanesl desetiprocentní roztok kyseliny octové. Jak se dalo čekat, reagovala kreveta na kontakt citlivého tykadla s pálivým roztokem obrannou reakcí. Mrskla ocáskem, aby se dostala od Elwoodova štětečku co nejdál. Elwood byl přesvědčený, že tím reakce krevety na trochu silnější ocet končí. Proto ho zaskočilo, když si korýš popálené tykadlo v následujících minutách „konejšil“ usilovnými pohyby předních nohou. Tohle už přece není reflexní reakce! To vypadá jako projev prožívané bolesti!

Pro přesvědčení početného tábora skeptiků, kteří pochybují o tom, že bezobratlí cítí bolest, ovšem Robert Elwood potřeboval ještě pádnější argument. Přistoupil proto k dalšímu pokusu. Nejprve natřel krevetám tykadlo prostředkem používaným běžně pro znecitlivění před bolestivým lékařským zákrokem. Krevetám to nijak nevadilo. Elwood dal léku čas, aby zapůsobil, a pak znovu natřel krevetě tykadlo roztokem kyseliny octové. Také tentokrát se to korýšům moc nelíbilo. Jejich obranná reakce a především následné „foukání“ tykadla ale výrazně zesláblo. Teď už Robert Elwood nepochyboval o tom, že korýši bolest skutečně cítí.

Krabi o šok nestojí

Robert Elwood prokázal, že bolest zdaleka nevnímají jen krevety průsvitné. Když například uštědřil krabům poustevníčkům severským (Pagurus bernhardus) elektrický výboj do určité části těla, krabi si zasažené místo třeli končetinami. Elwood se dokonce odhodlal napodobit rybáře, kteří uloveným krabům německým (Cancer pagurus) ulamují klepeta a poraněné korýše házejí zpět do vody v přesvědčení, že to kraby ani v nejmenším nebolí. Elwood ale jasně viděl, že si krabi poraněné místo dlouho „ošetřují“ končetinami. 

Krevety i oba druhy krabů se snažily dosáhnout na bolavé místo a nutily své končetiny zaujímat i velmi nepřirozené pozice. I to podle Roberta Elwooda dokazuje, že nejde o pouhý reflex, ale o reakci na silnou bolest. 

O tom, že pocit bolesti skutečně doputuje do nervového centra, se Elwood přesvědčil v pokusu s kraby pobřežními (Carcinus maenas). Nabídl těmto korýšům v akváriu dva úkryty. Z jednoho úkrytu je pak vyháněl elektrickým šokem. Krabům stačily dvě nebo tři bolestivé lekce, aby se tomuto úkrytu začali vyhýbat. Schovávali se jen v tom úkrytu, kde elektrický šok nikdy nedostali. 

Opatrnost poraněných hlavonožců

Obratlovci tvoří pouhá dvě procenta pozemské fauny. Druhové bohatství bezobratlých je naproti tomu takřka nepřeberné. Bylo by proto naivní vztahovat výsledky výzkumu bolesti u několika druhů korýšů na všechny bezobratlé živočichy. O tom, že namístě je notná dávka opatrnosti svědčí výsledky výzkumu americké bioložky Robyn Crookové. Ta se zaměřila na hlavonožce a zkoumala bolestivé reakce chobotnic, olihní a sépií. Také tito živočichové jsou vybaveni nocireceptory, takže by měli vnímat bolest. 

Při pokusech s chobotnicí Abdopus aculeatus pozorovala Crooková a její spolupracovníci podobné reakce, jaké zaznamenal Elwood u korýšů. Chobotnice si poranění ošetřuje chapadly. V poraněném místě je také výrazně citlivější na jakýkoli podnět. Dotyk, který ji na nezraněném místě neprobudí k aktivitě, ji na poraněném místě donutí k úhybnému manévru. Podobně jsou v místě poranění citlivější i sépie, které reagují na lehký dotyk v tomto místě vypuštěním oblaku inkoustovité tekutiny. Stejně silný dotyk na zdravých částech těla obrannou reakci u sépie nespustí.

Bolest jako lavina ostražitosti

Zatímco pokusy s chobotnicemi a sépiemi přinesly po Elwoodových pokusech víceméně očekávané výsledky, velké překvapení zaznamenal tým Robyn Crookové při výzkumu reakcí olihně šelfové (Loligo pealeii). Pokud měla oliheň poraněnou ploutev na jedné straně těla, došlo v tomto místě k aktivaci nocireceptorů. To svědčí o bolestivých pocitech, které zvíře prožívá. Olihni se však brzy aktivovaly nocireceptory i na neporaněných částech těla, například na protější zdravé ploutvi. Oliheň tedy cítí bolest úplně jinak, než my nebo krabi či chobotnice. Nebolí ji jen poraněné místo, ale celé tělo. Důvod tak odlišné reakce zůstává nejasný. 

TIP: Proč se humři vaří zaživa a cítí při tom bolest?

Robyn Crooková se domnívá, že oliheň má pro reakci, při které ji „bolí celá oliheň“, velmi dobrý důvod. Na rozdíl od chobotnice si nedosáhne na všechna místa na svém těle. Některá poranění si proto nemůže ošetřovat, i když o nich dobře ví. Navíc mají olihně vysokou úroveň látkové výměny a musí neustále přijímat potravu. Nemohou si dovolit „lízání ran“, protože by brzy začaly strádat hladem. Na poranění proto reagují celým tělem. Uvedou svůj organismus do „poplachového režimu“ a jsou vnímavější ke všem podnětům z okolí. Crooková si ověřila, že poraněná oliheň reaguje citlivěji nejen na dotyk na kterékoli části těla, ale třeba i na světlo.