Тропические муравьи научились регулировать микробные сообщества у себя в домах, рассказывается в Proceedings of the Royal Society B, причем порой у них это получается лучше, чем у людей. В частности, если у людей в детских садах может быть довольно много патогенов, в «яслях» у муравьев, где они держат личинок, вредных микроорганизмов почти нет.
Как показывает все большее количество исследований, в человеческих жилищах встречаются различные микробные сообщества. Микроорганизмы могут влиять на физическое и психическое здоровье живущих рядом с ними людей, свидетельствуют об их привычках и чистоплотности. Но это все еще слабо исследованная тема: детальные исследования микробных сообществ, существующих в одних помещениях с людьми, только начали появляться, а работ, посвященных бактериям и грибам, обитающим бок о бок с животными, пока практически нет.
Джейн Лукас (Jane M. Lucas) из Айдахского университета и ее коллеги решили исследовать микробные сообщества в колониях муравьев Azteca alfari. Эти насекомые обитают в Центральной и Южной Америке. Они живут на цекропиях (Cecropia) — быстрорастущих тропических деревьях. Насекомые устраивают в стволе гнезда и делят их на несколько отдельных помещений — в одних они выращивают личинок, в других хранят запасы еды, третьи служат мусорной свалкой.
Исследователи предположили, что A.alfari поддерживают определенные микробные сообщества у себя в гнездах, которые по составу отличаются от сообществ вне гнезда. Кроме того, авторы выдвинули гипотезу, согласно которой состав микробиома будет различаться и в разных помещениях. В жилых помещениях будет меньше патогенов, а меньше всего микроорганизмов будет встречаться в «яслях» — комнатах, где муравьи держат яйца и личинок.
Чтобы проверить свои предположения, авторы собрали гнезда муравьев с семи молодых щитовидных цекропий (Cecropia peltata), растущих в Панаме. Затем ученые отобрали образцы микробиома из разных помещений гнезда, около входа в него, со ствола дерева и из почвы рядом с каждым из деревьев.
Как и предполагали исследователи, состав бактериальных сообществ в разных помещениях муравьиных гнезд различался. Самым разнообразным оказались сообщества в комнатах взрослых особей, особенно по сравнению с «яслями» (p = 0,012). В отличие от бактерий, разнообразие грибов было примерно одинаковым в разных помещениях (p = 0,09), но в «яслях» условно патогенных грибов было меньше, чем в других помещениях. Разнообразие животных патогенов в комнатах, где встречались муравьи, было ниже, чем вне гнезда (p < 0,001). Однако для растительных патогенов гипотеза не подтвердилась — их внутри гнезда оказалось больше, чем снаружи.
Как заключают авторы, характеристики микробных сообществ в жилищах людей и муравьев с одной стороны оказались похожи. И там, и там состав микробиома различается в помещениях, созданных под разные задачи; внутри и вне жилищ встречаются разные микроорганизмы. С другой стороны в «яслях» у муравьев микробиом был беднее и в нем практически не было патогенных организмов. В то время как дети, даже маленькие, часто проводят целый день в детских садах или яслях, где в помещениях есть множество микроорганизмов, в том числе, возможно, и патогенных.
В качестве доказательства ученые ссылаются на исследование, проведенное в одном из учреждений США, где днем находились дети до 10 лет. Его авторы проверили состав микроорганизмов в пробах воздуха, взятых в помещениях этого центра. Одной из самых многочисленных в пробах оказались гамма-протеобактерии (к этому классу, в том числе, относятся многие патогены). В другом исследовании, проведенном в пяти детских садах и пяти начальных школах Южной Кореи авторы, наряду с другими микроорганизмами обнаружили в помещениях стафилококки.
Так как защищающая взрослых кутикула у личинок муравьев еще недоразвита и им проще подхватить инфекцию, многие виды муравьев выработали своеобразные правила гигиены для личинок. Их либо убирают от опасных поверхностей, либо усиленно чистят. Более того, личинки A.alfari покрыты волосками, позволяющими им не касаться стенок помещения, на которых могут быть вредные микроорганизмы.
Ранее исследователи выяснили, что другие муравьи, Azteca brevis, разработали хитроумный способ охоты. Из кусочков коры, сердцевины деревьев и пережеванных листьев они строят на ветках туннели и прячутся в них. Когда неосторожное насекомое садится наверх туннеля, муравьи утаскивают его внутрь и убивают. Так они могут справиться с добычей в 50 раз крупнее себя.