Idag ska jag utforska allt som har med kräftdjurens smärta och neurovetenskap att göra! Så gör krabbor , eremitkräftor , kräftor eller räkor känna smärta? Detta är ett mycket knepigt problem, särskilt för de av oss som arbetar med dessa modellorganismer eller till och med håller dem som husdjur i hemakvarier.
Det korta svaret på den här frågan är att krabbor, kräftor eller räkor svarar på skadliga stimuli. Det betyder att de kan uppleva smärta till viss del. Huvudproblemet är dock att definitionen av smärta inte kan tillämpas fullt ut på kräftdjur och andra ryggradslösa djur.
Poängen är att slutsatserna ofta är baserade på argument i analogi, vilket tyder på att om beteendereaktioner på särskilda skadliga situationer liknar kräftdjur och människor så förmedlas de förmodligen av liknande affektiva tillstånd.
Detta är långt ifrån sanningen!
Huruvida ryggradslösa djur kan eller inte uppleva smärta (som människor gör) är en mycket kontroversiell fråga. Så fortsätt läsa om du vill veta mer om kräftdjur, deras neurosystem, reaktion på negativa stimuli och smärta.
Vad är smärta?
Så först av allt, låt oss börja med huvudfrågan ... vad är smärta?
I vanliga termer , definieras smärta vanligtvis som en obehaglig sensorisk och känslomässig upplevelse i samband med faktisk eller potentiell sjukdom eller skada.
Här kommer det första problemet med kräftdjur; krabbor, kräftor, räkor, etc. kan inte beskriva sina känslomässiga upplevelser. Därför var forskare tvungna att modifiera termen smärta som "en aversiv sensorisk upplevelse orsakad av en faktisk eller potentiell skada som framkallar skyddande och vegetativa reaktioner, resulterar i inlärt beteende och kan modifiera artspecifikt beteende".
I grund och botten bör kräftdjur med smärta lära sig att undvika den skadliga stimulansen och visa varaktiga beteendeförändringar som har en skyddande funktion för att minska ytterligare skador och smärta.
Ur ett neurovetenskapligt perspektiv , smärta är en känsla som genereras av hjärnan, vanligtvis när den får stimuli som den tolkar som ett tecken på att något potentiellt kan orsaka skada eller fara.
Den typ av nerv som överför dessa signaler kallas nociceptorer, som kommer från latinets Nocere, "att skada", vilket betyder att de är indikatorer på skada.
Det är dock inte så enkelt. Vissa forskare tror att det inte är tillräckligt att bara notera ett svar på skadliga stimuli, eftersom nociception inte är lika med smärta.
Nociception och smärta
Förmågan att upptäcka farliga, skadliga stimuli är adaptiv när det gäller överlevnad, och därför verkar utvecklingen av ett tidigt varningssystem hos djur intuitivt. Annars skulle djuren fortsätta att skada sig själva upprepade gånger, vilket resulterar i sjukdom, förlust av lemmar och till och med dödlighet.
Obs :Tänk tillbaka på varje gång du av misstag rörde vid något för varmt, kallt, etc. Den smärtsamma känslan du kände överfördes ursprungligen av en nociceptor. Du kanske inte ens behöver se källan till smärtan för det.
Men hos kräftdjur finns det inget som tyder på att nociception innebär en obehaglig känsla och det finns ingen antydan om att central bearbetning och beslutsfattande är involverade i svaren. Tvärtom, nociception involverar ofta ett reflexsvar som bara hjälper till att minimera vävnadsskador.
Det betyder att nociceptorer inte alltid betyder att nociception leder till smärta.
Dessutom finns det en åsikt att smärtan inte bara innebär omedvetna reflexsvar som hjälper till att dra sig tillbaka från vävnadsskadande stimuli. Det inkluderar också medvetenhet om sådana stimuli med ingrepp från den medvetna delen av "hjärnan", vilket är svårast att bevisa hos ryggradslösa djur.
Med enkla ord, medan ett beteende kan tyckas vara den mest uppenbara indikatorn på smärta måste vi vara medvetna om att mekaniska reflexer kan existera utan upplevelsen av smärta.
Det finns flera rapporter om den ibland noterade frånvaron av beteendesvar under sådana förhållanden att vi förväntar oss att framkalla stor lyhördhet från ryggradsdjur. Till exempel kommer vissa insekter att fortsätta att äta medan de äts upp levande av rovdjur eller, som visas i fallet med bönsyrsanhanen. , av deras parningspartners.
Nociception, smärta och kräftdjur
Så nu vet vi att det viktigaste smärtans funktion är att hjälpa framtida undvikande av den smärtsamma stimulansen , medan nociception möjliggör ett reflexsvar som ger omedelbart skydd men ingen medvetenhet eller långsiktig beteendeförändring.
Men lär sig krabbor, räkor eller kräftor att undvika smärtsam stimulans?
I ett av experimenten ville forskare särskilja skillnaden mellan smärta och ett fenomen som kallas nociception hos eremitkräftor. De använde milda elektriska stötar när eremitkräftor använde ett av skalen.
Testerna visade att eremitkräftor började utforska alternativa alternativ (skal) efter att ha fått flera milda elektriska stötar.
Så krabbans snabba chockundvikande och diskrimineringsinlärning (mellan de två skyddsrummen) visade tydligt att chock påverkar deras val av skydd och överensstämde med definitionen av smärta som används för andra arter.
I andra experiment, kräftor (Procamarus clarki) fick välja mellan mörkt skydd (naturlig preferens) och upplyst skydd. Varje gång den valde det mörka skyddet fick den en mild elektrisk stöt.
Som ett resultat lärde sig kräftor snabbt att svara på dessa associationer genom att gå till ett säkert område där stöten inte utlöstes. Dessutom hade de chockade kräftorna relativt högre serotoninkoncentrationer i hjärnan tillsammans med förhöjt blodsocker, vilket tyder på en stressreaktion.
Obs :Sambandet från ett enda försök mellan chocken och ljuskammaren kvarstod i upp till 3 timmar. Medan i ett annat experiment kunde kräftor "gradvis utvecklat undvikandebeteende" efter 20 försök per dag i 32 dagar.
Bevisen som samlats in från dessa studier tyder därför starkt på att kräftdjur verkligen känner smärta.
Men... det är lite mer komplicerat än så.
Ett annat test var att ändra de ledtrådar som fanns tillgängliga för krabbor. Så, om krabban hade förknippat ett speciellt mönster av ränder med chocken.
Uppgifterna visar att krabbor lärde sig att gå antingen till vänster eller till höger om dem för att ta sig till skyddsrummet och undvika chocken. Det fanns dock inga bevis för att krabbor använde kognitiva kartor.
Dessa fynd indikerar snabb inlärning av undvikande, vilket är ett nyckelkriterium/förväntning för smärtupplevelse, men detta bevisar inte i sig att krabbor kan uppleva smärta, vilket helt stämmer överens med begreppet smärta.
Smärtindikatorer hos kräftdjur
För att avgöra var krabbor, kräftor eller räkor känner smärta eller inte, föreslog vissa forskare att man skulle lägga till fler kriterier som kan användas för att indikera smärta. Närmare bestämt:
- närvaron av nociceptorer,
- undvikande lärande,
- ett lämpligt centralt nervsystem och receptorer,
- skyddande motoriska reaktioner som kan inkludera minskad användning av det drabbade området, haltande, gnuggande, hållning eller autotomi,
- fysiologiska förändringar,
- avvägningar mellan undvikande av stimulans och andra motivationskrav,
- minskat tecken på smärtupplevelse vid behandling med smärtstillande läkemedel.
Jag har redan beskrivit förekomsten av nociceptorer och undvikande inlärning. Enligt studierna passar de åtminstone minimikriteriet för smärtupplevelse. Så låt oss börja härifrån.
3) Centrala nervsystemet och lämpliga receptorer hos kräftdjur
Det centrala nervsystemet hos kräftdjur består av:
- hjärna (hjärnganglion eller ganglier);
- ventral nervsträng som förbinder en serie små nervcellskluster.
Kräftdjurshjärnan är helt olik den som beskrivs hos ryggradsdjur. Den är väldigt enkel och består av endast 3 nervcellskluster (hjärnganglion eller ganglier).
Hjärnan kan kontrollera vissa saker, men många saker som att röra sig och parning styrs av de andra ganglierna. Det betyder att även om hjärnganglierna är inaktiverade, skulle vissa delar av kräftdjuret fortfarande röra sig och reagera på ett målmedvetet sätt samtidigt som de reagerar på yttre stimuli.
Obs :Vissa människor kan säga att deras hjärna är för liten och enkel för att känna smärtan. Tja, detta argument är inte giltigt eftersom hjärnstorleken inte nödvändigtvis är lika med komplexiteten i funktionen. Till exempel är hjärnan hos stora kräftdjur, som en hummer, sannolikt betydligt större än hos många ryggradsdjur.
Du kan också läsa mina artiklar:
- Kräftans inre anatomi
- Dvärgräkans inre anatomi
4) Skyddsmotorreaktioner
Det vanligaste tecknet på smärta hos djur:
- minskad användning av det drabbade området,
- haltande,
- gnugga,
- skrapa,
- autotomi,
- samt andra förändringar i normal
Till exempel kommer krabbor att autotomisera lemmar (kasta av) i situationer som inte innebär förlust av hemolymfa (blod), till exempel om de placeras på en värmeplatta eller om lemmen injiceras med ättiksyra.
Obs :Det är värt att notera att även om vi observerar dessa beteenden som svar på smärtsamma stimuli hos ryggradsdjur, visar de flesta ryggradslösa djur inte samma beteende. Att inte visa vissa yttre beteenden betyder dock inte nödvändigtvis att en organism inte upplever smärta. Utvecklingen är för komplex, kanske har andra djur lärt sig att dölja sin smärta för att undvika att ses som sårbara och bli föremål för rovdjur.
5) Fysiologiska förändringar
Hos ryggradsdjur orsakar smärta även fysiologiska förändringar såsom andningsmönster, takykardi, pupillutvidgning, förändringar i blodflödet etc.
Även om det har varit begränsad undersökning av liknande svar hos kräftdjur. Dessa fysiologiska förändringar registrerades fortfarande i vissa fall.
Jag har redan nämnt att chockade kräftor hade relativt högre serotoninkoncentrationer i hjärnan i kombination med förhöjt blodsocker, vilket tyder på en stressreaktion. En annan forskare registrerade en minskning av hjärtfrekvensen efter kloautotomi i ett agonistiskt möte och föreslog att detta kunde vara ett försök att undvika överdriven blodförlust. Dessa effekter av kloborttagning varade i mer än 24 timmar.
Enligt en annan studie som publicerades i tidskriften Biology Letters reagerar europeiska strandkrabbor fysiskt på en smärtstimulans.
När forskarna testade sin hemolymfa (eller "blod") hade den tre gånger så mycket mjölksyra. I grund och botten är detta ett tydligt fysiologiskt tecken på stress.
6) Avvägningar mellan undvikande av stimulans och andra motivationskrav
Avvägningar innebär helt klart någon form av bearbetning där djurets olika behov vägs. Det betyder att responsen ska vara densamma oavsett andra motivationsprioriteringar. Det ska inte bara vara en reflex (orsakad av nociception).
Om du till exempel är hungrig eller mätt måste reaktionen vara densamma.
Detta är viktigt för smärtforskning eftersom det är en stark indikator på att svaret på den skadliga stimulansen inte är rent reflexivt.
7) Minskade tecken på smärtupplevelse vid behandling med smärtstillande läkemedel
Effekten av smärtstillande läkemedel bör minska deras känslighet för chocken på ett dosberoende sätt.
Till exempel, i krabban, Chasmagnathus granulatus, orsakar elektrisk stöt som levereras via två små hål borrade i ryggskölden en defensiv hotbild. Injektion av smärtstillande medel minskade krabbornas känslighet för chocken, och den smärtstillande effekten minskade med ökande varaktighet mellan injektion och chock.
Ett annat experiment visade att skadliga stimuli som applicerades på en specifik antenn resulterade i ett reflexsvar och långvarig beteende uppmärksamhet på det påverkade området som försvann när bensokain gavs ett lokalbedövningsmedel.
Detta är särskilt intressant att smärtstillande medel tydligen minskade svaret på skada hos kräftdjur.
Poängen är att om reflexsvaren (på skada) bara var som ett grundläggande medel för självbevarelsedrift och inte hade något med smärta att göra, så borde lokalbedövningen inte ha haft någon effekt. Eftersom det inte gör något för att avhjälpa skadan och har allt att göra med att minska smärtkänslan.
Just det faktum att sådant som bedövningsmedel verkar mildra reaktionen på skada tyder definitivt på att de skadliga stimulierna går längre än bara ett enkelt meddelande och att de behöver undvika orsaken till dessa stimuli bara för att överleva.
Tester, etik, lagstiftning och smärta hos kräftdjur
Under lång tid trodde forskarna inte ens att ryggradslösa djur kunde känna smärta. Alla trodde att de helt enkelt reagerade mekaniskt. Tja, jämfört med våra komplexa nervsystem var det vettigt. Men deras nervsystem har sin egen komplexitet.
Så vitt jag vet behöver forskare för närvarande inte rensa några etiska formulär för att experimentera med krabbor, kräftor, räkor, etc. Situationen håller dock på att förändras.
Till exempel i Schweiz valde de att lagstifta om att hummer ska bedövas eller slås ut innan de kokas.
Sammanfattningsvis:Känner krabbor, kräftor eller räkor smärta?
Vad är smärta? Det kan tyckas vara en fråga som alla redan vet svaret på, men det är faktiskt en ganska subjektiv idé och även människor upplever det väldigt olika.
Det är mycket mer komplicerat med djur. Ännu mer, ingen förstår riktigt vad smärta faktiskt är hos djur och kräftdjur i synnerhet. Det är därför det har gjorts ofullständig forskning som tyder på att hummer, krabbor, kräftor, räkor och andra kräftdjur kan uppleva smärta – bara inte på samma sätt som människor gör.
Det kanske mest övertygande argumentet för att kräftdjur känner smärta är inte deras beteende utan snarare närvaron av nociceptorer som liknar strukturer i deras nervsystem och deras reaktion på smärtstillande medel.
Ändå är det för närvarande omöjligt för oss att veta exakt vad deras upplevelse är som svar på stimuli. På grund av själva smärtans natur kan vi aldrig veta säkert! Därför är det mer humant att närma sig dem med antagandet att krabbor, kräftor, räkor känner smärta.
Det är en viktig fråga inom bioetiken och inom djurvårdsområdet eftersom vi inte vill orsaka dem nöd. Vi måste alltid förespråka för att behandla levande organismer omkring oss med respekt. Det finns trots allt en enorm mängd bevis som tyder på att de känner smärta.
Referenser:
- Chockundvikande genom diskrimineringsinlärning hos strandkrabban (Carcinus maenas) är förenligt med ett nyckelkriterium för smärta. The Journal of Experimental Biology 216, 353-358. 2013. doi:10.1242/jeb.072041.
- Smärta hos vattenlevande djur. The Journal of Experimental Biology (2015) 218, 967-976 doi:10.1242/jeb.088823.
- Ett ryggradslösa perspektiv på smärta. Animal Sentience 2016.018:Mather Commentary on Key on Fish Pain.
- Smärtsamma känslor hos krabbor. J. Exp. Biol. 216, 353-358.
- Definiera och bedöma djurs smärta. Humane Society Institute for Science and Policy. 11-2014.
- Beteendeindikatorer på smärta hos kräftdjurs dekapoder. Ann Ist Super Sanità 2009 | Vol. 45, nr 4:432-438.
- Bevis för smärta hos decapodiska kräftdjur. Djurskyddet 2012, 21(S2):23-27. doi:10.7120/096272812X13353700593365. ISSN 0962-7286.
- Smärta och stress hos kräftdjur? Applied Animal Behaviour Science 118 (2009) 128–136
