Когато слезете с настинка или грип, може да решите да запазите дистанцията си от други хора, за да ги избавите от подобна смърдяща съдба - а те от своя страна могат да се пазят от вас. Според ново проучване, хората не са сами в усилията си да секвестрират болните. При наличие на заразни патогени, скромните градински мравки също могат да променят поведението си, за да държат замърсени същества далеч от другите членове на колонията.
Мравките са социални създания. Те живеят в големи групи, общуват и си сътрудничат помежду си, за да се уверят, че колонията функционира както трябва. Тъй като често са в близък контакт, мравките също са уязвими към заразни болести. Проучванията показват, че мравките са в състояние да поддържат болестта на разстояние чрез редица хигиенни механизми, като премахване на боклука и телата на мъртви членове на колониите от техните гнезда. Учените подозираха, че насекомите също могат да изменят социалното си поведение, за да намалят разпространението на инфекции, но тази хипотеза доскоро беше трудна за доказване.
„Колониите на мравки имат стотици индивиди“, обяснява Натали Строймейт, докторантура в университета в Лозана в Швейцария, която изучава колективно поведение в колонии мравки. "Досега просто нямаше техническата методология за измерване на взаимодействията им на ниво колония за продължителни периоди от време."
За щастие, автоматизирана система за проследяване, разработена от швейцарски изследователи през 2013 г., позволи на Строймейт и нейните колеги да разгледат подробно как се държат 22 колонии от мравки, отглеждани в лаборатория, когато болестта се просмуква в средата им. Екипът залепи малки 2D баркодове върху мравки, които дадоха на всяко насекомо уникален идентификатор - „точно като QR код“, казва Строймейт. Камера, разположена над загражденията на мравките, щракна две снимки на всяка секунда и алгоритъм откри и записва позицията на всеки баркод, като предоставя на изследователите богата информация за движението на мравките.
В продължение на четири дни екипът оставя мравките да се разхождат в заграждението си необезпокоявано. Както при колониите в дивата природа, някои от мравките са работили извън гнездото, за да се хранят за храна, докато други - като кралицата и „сестрите“, които са склонни към развиващия се стълб - останаха в гнездото. На петия ден изследователите изложили някои, но не всички, фуражи от 11 колонии на гъбата Metarhizium brunneum, която често се среща в почвата на местообитанията на градинските мравки и се знае, че ги разболява. Фуражирите от останалите 11 колонии бяха третирани с доброкачествен разтвор, за да служат като контролна група.
Най-важното е, че предишните проучвания показват, че гъбата М. brunneum отнема най-малко 24 часа, за да зарази мравки, което от своя страна даде време на изследователите да наблюдават насекомите, преди те действително да са болни.
"Искахме да се съсредоточим върху [този] период ... за да можем да различим активната реакция на самите мравки от страничните ефекти от болест или манипулация с паразити", обяснява Строймейт.
Писайки в списанието Science, изследователите разкриват, че когато фуражниците се връщат обратно в заграждението си, замърсените мравки прекарват повече време извън гнездото, което означава, че те имат по-малък контакт с най-ценните членове на колонията: кралицата, която слага всички от яйцата на колонията и работниците на закрито, които са по-млади от фуражите и следователно имат повече часове, за да допринесат за колонията. (По-старите мравки са натоварени с рискови задачи за набиране на храна извън гнездото, тъй като, както Строймейт твърдо заявява, те „ще умрат така или иначе“.)
Но основата на изследването се състои в откритието, че замърсените мравки не са единствените, които променят поведението си. Фуражите, които не са били изложени на гъбички, също увеличиха времето, прекарано далеч от гнездото. А сестрите вътре в гнездото преместиха младите още по-навътре и прекараха повече време, припокривайки се с тях, което „може да се разглежда като пространствена изолация от фуражите“, казва Строймейт.
Как колонията знаеше, че избухва в действие за предотвратяване на болести, преди гъбичните спори дори да са заразили определени фуражи? Изследователите не са сигурни, но чувството за обоняние на мравките може да бъде ключово. Мравките смъркат наоколо с антените си, които непрекъснато се докосват и вземат проби от насекомите. Според Stroeymeyt е напълно възможно мравка да може да открие гнойна гъбичка на един от членовете на колонията си, толкова лесно, колкото би могла да помирише патоген върху собственото си тяло.
Защо незамърсените фуражи също намалиха времето, прекарано в гнездото, е друг интересен въпрос. Като първа линия за контакт със скорошните им съученици, те може би са знаели по някакъв начин да стоят далеч от важните членове на колонията. Но също така е възможно, откривайки патогени на своите колеги фуражи, те просто прекарват повече време в лечение на замърсените работници извън гнездото. Мравките произвеждат мравчена киселина през жлеза на върха на гастера или корема; те могат да убиват гъбични спори един върху друг, като взимат мравчена киселина в устата си и облизват телата на своите приятели, натоварени с патогени.
Въпреки че изследователите регистрират по-малко взаимодействия между фуражи и работници на закрито, контактът не престава изцяло - и това доведе до още едно интересно разкритие. Когато те използвали симулации, за да моделират как гъбичните патогени се разпространяват в цялата колония пред промените в социалната мрежа на мравките, изследователите открили, че вероятността кралицата и медицинските сестри да получат потенциално фатален товар от гъбата намаляват, но вероятността от тези важни мравки, получаващи ниско натоварване, се покачиха.
„Това е подобно на имунизацията или ваксинацията при хора“, обяснява Строймейт. „Тези ниски дози не водят до смъртност, но позволяват на мравка да развие някаква защита срещу по-късна експозиция със същия патоген. Това [откриването] също е нещо съвсем ново. "
Движейки се напред, Строймейт планира да проучи как патогените предизвикват социални промени в колониите на диви мравки, които могат да наброят стотиците хиляди; тя подозира, че сегрегацията между работници на закрито и на открито може да бъде още по-изразена в тези големи групи.
Меган Фредериксън, доцент по екология и еволюционна биология в Университета в Торонто, който не е участвал в новото изследване, нарича заключенията на изследователите „нова и вълнуваща находка“, породена от „авангардни методи“. Тя добавя, че подобна технология може да помогне на учените да проучат дали мравките също променят социалните си мрежи, за да предават полезни микроби един на друг. И Фредериксън смята, че „значението [на изследването] дори надхвърля мравките“.
"Чудя се", размишлява тя, "колко често други социални животни реорганизират своите мрежи, за да ограничат разпространението на болестта."
