Муравьи поместили себя в карантин для спасения колонии

Если муравьи черные лазии (Lasius niger) заболевают, они самостоятельно ограничивают контакты с наиболее ценными членами колонии — королевой и молодыми рабочими муравьями, которые ухаживают за личинками. Как сообщается в Science, таким образом насекомые препятствуют распространению болезни.

Колонии общественных насекомых могут служить хорошей модельной системой для изучения того, как изменение поведения может помочь защититься от болезни. Их социальные взаимодействия, скученность и близкое родство упрощают распространение болезней. В тоже время известно, что общественные насекомые выработали коллективные механизмы, которые позволяют им не заразиться и уменьшить распространение патогена в колонии. Считается, что муравьям предохраниться от заражения также помогает существующее в колонии разделение по возрасту и задачам, когда уменьшается не только распространение заболевания в целом, но и самые ценные особи в колонии — королева и молодые рабочие — защищены больше, чем остальные.

Австрийские и швейцарские исследователи под руководством Сильвии Кремер (Sylvia Cremer) из Австрийского института науки и технологии и Лорен Келлер (Laurent Keller) из Лозаннского университета протестировали это предположение с помощью автоматического трекинга черных садовых муравьев или черных лазиев (Lasius niger). Ученые приклеили на спинки 2,2 тысяч насекомых из 22 колоний нанесенные на бумагу двумерные баркоды, которые считывали инфракрасные камеры. В результате исследователи получили карту передвижений и местонахождений насекомых.

На основании этих данных авторы статьи создали симуляцию распространения в колонии патогена — грибка Metarhizium brunneum и сравнили ее с симуляцией случайных передвижений насекомых. В природе его споры попадают на здоровых насекомых с мертвых или больных. В течение 1-2 дней они прилипают к кутикуле, а дальше все зависит от их количества. Если спор оказалось мало, то муравей вырабатывает к грибку иммунитет и выздроравливает, если же их было много, насекомое через несколько дней гибнет. Симуляция показала, что, распространение патогена в колонии происходит медленнее, чем в модели случайных передвижений. Рабочие муравьи («няньки»), которые ухаживают за яйцами и личинками, и матка заражаются гораздо медленнее, чем остальные особи.

Затем исследователи проверили эти результаты на реальных колониях. Они случайным образом отобрали 10 процентов рабочих муравьев-фуражиров из 11 колоний, которые часто выходили из гнезда, обработали их раствором со спорами M. Brunneum и вернули их в колонию. За поведением насекомых в колонии следили в течение суток, а потом чистили кутикулу каждого муравья, собирая с нее споры, и определяли их количество с помощью амплификации ДНК грибка.

Оказалось, что «няньки» и королева получили меньшее количество спор, чем рабочие муравьи-фуражиры (P < 0.0001), и что распространение патогена обратно коррелировало с расстоянием от зараженных до здоровых муравьев. «Муравьи меняют то, как и с кем они взаимодействуют», — объясняет Сильвия Кремер. «Разделение по группам становится еще сильнее, а контакты между ними уменьшаются. Фуражиры контактируют с фуражирами, «няньки» с «няньками». Так реагирует вся колония, даже здоровые насекомые, которых не обрабатывали грибком». «Это первое научное исследование, которое показывает, что сообщество животных может активно менять свою структуру, чтобы уменьшить распространение болезни», — добавляет Лорен Келлер.

Ранее ученые из группы Сильвии Кремер выяснили, что черные лазии общаются с больными членами колонии так, чтобы с одной стороны их вылечить, а с другой — не заразиться самим. Они редко контактируют с больным муравьем, а лечат его опрыскивая антимикробной жидкостью.

Екатерина Русакова
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Наследили тут

Поучительная история о том, как неизвестные паразиты испортили данные в генетической базе

Чтобы войти в культуральную комнату, нужно надеть чистый халат и одноразовые перчатки. Продуть ламинарный бокс, протереть спиртом рабочие поверхности, — и только после этого можно открывать инкубатор с клетками. Если чем-то пренебречь, этим наверняка воспользуются бактерии, которые испортят сначала пробы, потом экспериментальные данные — в результате грязными оказываются целые библиотеки данных. Недавно ученые из Стэнфорда прошерстили одну такую базу с ДНК и нашли в ней миллионы чужеродных последовательностей. Они пытались было взвалить вину на ленивых лаборантов или небрежных производителей оборудования — но потом поняли, что виноваты совсем другие люди.