Když přijdete nachlazení nebo chřipku, můžete se rozhodnout udržet si odstup od ostatních lidí, abyste je ušetřili od podobně čichajícího osudu - a oni se od vás mohou vyhýbat. Podle nové studie nejsou lidé ve svém úsilí o sekvestraci nemocných sami. V přítomnosti nakažlivých patogenů mohou skromní zahradní mravenci také změnit své chování, aby zamezili kontaminovaným tvorům od ostatních členů kolonie.
Mravenci jsou sociální tvorové. Žijí ve velkých skupinách, vzájemně komunikují a spolupracují, aby se ujistili, že kolonie funguje tak, jak má. Protože jsou často v úzkém kontaktu, jsou mravenci také náchylní k nakažlivým chorobám. Studie ukázaly, že mravenci jsou schopni udržet nemoc na uzdě prostřednictvím řady hygienických mechanismů, jako je odstranění odpadu a těl mrtvých členů kolonie z jejich hnízd. Vědci se domnívali, že hmyz by mohl také vylepšit své sociální chování, aby se snížilo šíření infekcí, ale tato hypotéza byla donedávna obtížné dokázat.
„Mravčí kolonie mají stovky jedinců, “ vysvětluje Nathalie Stroeymeyt, postdoktorandka na univerzitě v Lausanne ve Švýcarsku, která studuje kolektivní chování v koloniích mravenců. "Až dosud neexistovala pouze technická metodika pro měření jejich interakcí na úrovni kolonií po delší časové období."
Naštěstí automatizovaný sledovací systém vyvinutý švýcarskými vědci v roce 2013 umožnil Stroeymeytovi a jeho kolegům podrobně prozkoumat, jak se chová 22 mravenčích kolonií chovaných v laboratoři, když se v jejich středu hromadí nemoc. Tým nalepil malé 2D čárové kódy na hrudníky mravenců, což každému hmyzu dalo jedinečný identifikátor - „stejně jako QR kód, “ říká Stroeymeyt. Kamera umístěná nad uzávěry mravenců každou sekundu přichytávala dva obrázky a algoritmus detekoval a zaznamenával polohu každého čárového kódu, což vědcům poskytovalo velké množství údajů o pohybu mravenců.
Po dobu čtyř dnů tým nechal mravence, aby se ve svém výběhu neporušili. Stejně jako u kolonií v přírodě, někteří mravenci pracovali mimo hnízdo, aby pili jídlo, zatímco jiní - jako královna a „zdravotní sestry“, kteří mají sklon k vyvíjejícímu se plodu, zůstali uvnitř hnízda. Pátý den vědci odhalili některá, ale ne všechna, drůbež z 11 kolonií houbě Metarhizium brunneum, která se často vyskytuje v půdě stanovišť zahradních mravenců a je známo, že je nemocní. Vědci z ostatních 11 kolonií byli ošetřeni benigním roztokem, který sloužil jako kontrolní skupina.
Důležité je, že předchozí studie ukázaly, že houba M. brunneum trvá infikování mravenců nejméně 24 hodin, což vědcům poskytlo čas na pozorování hmyzu dříve, než byli skutečně nemocní.
"Chtěli jsme se zaměřit na toto období ... abychom mohli rozlišit aktivní reakci samotných mravenců od vedlejších účinků nemoci nebo manipulace s parazity, " vysvětluje Stroeymeyt.
V časopise Science vědci odhalili, že když byli skauti vráceni zpět do uzavřeného prostoru, kontaminovaní mravenci strávili více času mimo hnízdo, což znamená, že měli menší kontakt s nejcennějšími členy kolonie: královnou, která klade všechny vajíček kolonie a vnitřních pracovníků, kteří jsou mladší než skauti, a proto mají více času na to, aby přispěli do kolonie. (Starší mravenci mají za úkol riskovat hledání potravy mimo hnízdo, protože jak to Stroeymeyt upřímně říká, „stejně tak umřou.“)
Těžiště studie však spočívá v objevu, že kontaminované mravenci nebyli jediní, kdo změnil jejich chování. Sekačky, které nebyly vystaveny houbě, také zvýšily množství času stráveného mimo hnízdo. A sestry v hnízdě posunuly mladé dále dovnitř a trávily s nimi více času, což „lze považovat za prostorovou izolaci od vadců, “ říká Stroeymeyt.
Jak věděla kolonie, že vyrazila na prevenci nemocí dříve, než plísňové spóry dokonce nakazily některé pachatele? Vědci si nejsou jisti, ale klíčový je mravní pocit vůně mravenců. Mravenci čichají kolem s anténami, které se neustále dotýkají a vzorkují okolí hmyzu. Podle Stroeymeyt je zcela možné, že mravenec by byl schopen detekovat hnisající houbu na jednom ze svých členů kolonie, stejně snadno, jako by mohl cítit patogen na svém vlastním těle.
Další zajímavou otázkou je, proč nekontaminované krmivo také snížilo množství času stráveného v hnízdě. Jako první linii kontaktu s jejich brzy-k-být-nemocní spolupracovníci, oni mohli věděli nějak držet dál od důležitých členů kolonie. Je však také možné, že poté, co zjistili patogeny na svých spoluobčanech, jednoduše trávili více času ošetřováním kontaminovaných pracovníků mimo hnízdo. Mravenci produkují kyselinu mravenčí skrze žlázu na špičce svého žaludku nebo břicha; mohou navzájem zabíjet plísňové spory tím, že si v ústech vezmou kyselinu mravenčí a olizují těla svých kamarádů s patogenem.
Přestože vědci zaznamenali méně interakcí mezi skauty a vnitřními pracovníky, kontakt nepřestal úplně - a to vedlo k dalšímu zajímavému odhalení. Když použili simulace k modelování toho, jak se houbové patogeny šíří po kolonii tváří v tvář změnám sociální sítě mravenců, vědci zjistili, že pravděpodobnost, že královna a sestry dostanou potenciálně fatální zátěž houbou, klesla, ale pravděpodobnost tito důležití mravenci přijímající nízké zatížení se zvedli.
"Je to podobné imunizaci nebo očkování lidí, " vysvětluje Stroeymeyt. "Tyto nízké dávky nevedou k úmrtnosti, ale umožňují mravenci vyvinout nějaký druh ochrany proti pozdější expozici stejnému patogenu." To [zjištění] je také něco, co je zcela nové. “
Stroeymeyt postupuje kupředu, aby prozkoumal, jak patogeny vyvolávají sociální změny v koloniích divokých mravenců, které se mohou počítat do stovek tisíc; má podezření, že v těchto velkých skupinách může být ještě výraznější segregace mezi vnitřními a venkovními pracovníky.
Megan Frederickson, docentka ekologie a evoluční biologie na University of Toronto, která se nezúčastnila nové studie, nazývá závěry vědců „nový a vzrušující nález“, který přináší „špičkové metody“. podobná technologie by mohla vědcům pomoci zjistit, zda mravenci také mění své sociální sítě tak, aby si navzájem přenášeli prospěšné mikroby. A Frederickson si myslí, že „význam [studie] dokonce přesahuje mravence.“
"Zajímalo by mě, " přemýšlí, "jak často jiná sociální zvířata reorganizuje své sítě, aby omezila šíření nemoci."
