https://frosthead.com

Sipelgad võtavad ka haiguspäevi

Külmetushaiguse või gripiga leppides võiksite hoida teistest inimestest kaugel, et säästa neid samasuguse nuuskliku saatuse eest - ja need võivad omakorda teid eemale hoida. Uue uuringu kohaselt pole inimesed haigete vallutamiseks üksi. Nakkuslike patogeenide juuresolekul võivad alandlikud aiasipelgad muuta ka oma käitumist, et hoida saastunud kriitikud eemal koloonia teistest liikmetest.

Sipelgad on sotsiaalsed olendid. Nad elavad suurtes rühmades, suheldes ja tehes üksteisega koostööd, et veenduda koloonia toimimises nii nagu peab. Kuna sipelgad on sageli tihedas kontaktis, on nad ka nakkushaiguste suhtes haavatavad. Uuringud on näidanud, et sipelgad suudavad mitmesuguste hügieeniliste mehhanismide abil haigusi lahedal hoida, näiteks viia prügi ja surnud koloonia liikmete kehad pesadest välja. Teadlased kahtlustasid, et nakkuste leviku vähendamiseks võivad putukad ka oma sotsiaalset käitumist varjata, kuid seda hüpoteesi oli kuni viimase ajani raske tõestada.

“Sipelgakolooniates on sadu inimesi, ” selgitab Šveitsi Lausanne'i ülikooli järeldoktor Nathalie Stroeymeyt, kes uurib kollektiivset käitumist antikolooniates. "Siiani polnud lihtsalt tehnilist metoodikat nende koostoime mõõtmiseks koloonia tasandil pikema aja vältel."

Õnneks lasid Šveitsi teadlaste 2013. aastal välja töötatud automatiseeritud jälgimissüsteem Stroeymeyt ja tema kolleegid saada üksikasjaliku ülevaate sellest, kuidas 22 laboris kasvatatud sipelgakolooniat käituvad, kui haigus nende keskel levib. Meeskond kleepis sipelgate rindkere külge pisikesi 2D-vöötkoode, mis andsid igale putukale kordumatu tunnuse - just nagu QR-kood, - räägib Stroeymeyt. Sipelgate korpuste kohal asuv kaamera klõpsas igast sekundist kahte pilti ning algoritm tuvastas ja registreeris iga vöötkoodi asukoha, andes uurijatele hulgaliselt andmeid sipelgate liikumise kohta.

Neli päeva lasi meeskond sipelgatel segamatult oma ümbruses ringi tuhiseda. Nagu looduses asuvate kolooniate puhul, töötasid mõned sipelgad pesast välja sööda saamiseks, teised - näiteks kuninganna ja arenevale orale kalduvad “õed” - jäid pesa sisse. Viiendal päeval paljastasid teadlased osa, kuid mitte kõiki 11-st kolooniast pärit söödakultuure seenest Metarhizium brunneum, mida leidub sageli aia sipelgate elupaikade mullas ja mis teadaolevalt muudab nad haigeks. Ülejäänud 11 koloonia söötjaid töödeldi kontrollrühmaks healoomulise lahusega.

Oluline on see, et varasemad uuringud on näidanud, et M. brunneumi seenel kulub sipelgate nakatumiseks vähemalt 24 tundi, mis omakorda andis teadlastele aega putukate vaatlemiseks enne, kui nad tegelikult haiged olid.

"Tahtsime keskenduda [sellele] perioodile ... et saaksime eristada sipelgate endi aktiivset reageerimist haiguse või parasiitidega manipuleerimise kõrvalmõjudest, " selgitab Stroeymeyt.

Ajakirjas Science kirjutades paljastavad teadlased, et söödamaade korpusesse panemisel veetsid saastunud sipelgad rohkem aega pesast väljaspool, mis tähendab, et neil oli vähem kokkupuuteid koloonia kõige väärtuslikumate liikmetega: kuningannaga, kes kõik koloonia munadest ja sisetöötajad, kes on söödamaadest nooremad ja kellel on seetõttu rohkem tunde kolooniasse panustamiseks. (Vanematele sipelgatele tehakse ülesandeks riskantseid pesitsustöid väljaspool pesa teha, sest nagu Stroeymeyt otse öeldes ütleb, siis nad surevad niikuinii.)

Kuid uuringu tuum seisneb avastuses, et saastunud sipelgad polnud ainsad, kes oma käitumist muutsid. Söödaga puutumata söödakultuurid suurendasid ka pesast eemal veedetud aega. Ja pesa sees olevad õed tõstsid noori kaugemale sissepoole ja veetsid rohkem aega nendega kattumisega, mida “võis vaadelda kui söödalisanditest ruumilist eraldatust”, räägib Stroeymeyt.

Kuidas teadis koloonia hakata ennetama haigusi enne, kui seente eosed olid isegi teatud söödamaade nakatanud? Teadlased pole kindlad, kuid sipelgate innukas lõhnataju võiks olla võtmetähtsusega. Sipelgad nuusutavad ringi oma antennidega, mis katsuvad pidevalt putukate ümbrust ja proovivad neid. Stroeymeyt 'sõnul on täiesti võimalik, et sipelgas suudab ühel koloonia liikmel tuvastada kihisevat seeni sama lihtsalt, kui see suudaks patogeeni enda kehas haistata.

Miks vähendas ka saastamata söödamaa pesas veedetud aega, on veel üks huvitav küsimus. Esimese kokkupuutepunktina nende varsti haigestunud töökaaslastega võisid nad kuidagi teada saada, et hoiavad eemale koloonia olulistest liikmetest. Kuid on ka võimalik, et pärast kaastoiduliste patogeenide avastamist veetsid nad lihtsalt rohkem aega saastunud töötajate ravimisel väljaspool pesa. Sipelgad toodavad sipelghapet läbi näärme nende soolestiku otsas või kõhus; nad võivad tappa seente spoorid üksteisele, korjates suhu sipelghapet ja lakkudes nende patogeeniga koormatud sõprade kehasid.

Ehkki teadlased registreerisid söödamaade ja sisetöötajate vahel vähem suhtlemist, ei katkenud kontakt täielikult - ja see tõi kaasa veel ühe huvitava ilmutuse. Kui nad kasutasid simulatsioone, et modelleerida seenhaiguste patogeenide levikut kogu koloonias, pidades silmas sipelgate sotsiaalsete võrgustike muutusi, leidsid teadlased, et kuninganna ja õdede tõenäosus saada seenele surmav koormus vähenes, kuid tõenäosus, et seen need tähtsad madala koormaga sipelgad tõusid üles.

"See sarnaneb inimestel immuniseerimise või vaktsineerimisega, " selgitab Stroeymeyt. Need väikesed annused ei põhjusta suremust, kuid need võimaldavad sipelgal arendada mingisugust kaitset sama patogeeniga hilisema kokkupuute eest. See [leidmine] on ka midagi täiesti uut. "

Edasi liikudes kavatseb Stroeymeyt uurida, kuidas patogeenid põhjustavad looduslike sipelgakolooniate sotsiaalseid muutusi, mis võivad ulatuda sadadesse tuhandetesse; ta kahtlustab, et nendes suurtes rühmades võib sise- ja välistöötajate segregatsioon olla veelgi tugevam.

Toronto ülikooli ökoloogia ja evolutsioonibioloogia dotsent Megan Frederickson, kes uues uuringus ei osalenud, nimetab teadlaste järeldusi „uudseks ja põnevaks avastuseks”, mille põhjustasid „eesrindlikud meetodid”. Ta lisab, et sarnane tehnoloogia võib aidata teadlastel uurida, kas sipelgad muudavad ka oma sotsiaalseid võrgustikke, et edastada kasulikke mikroobid üksteisele. Ja Frederickson arvab, et "[uuringu] tähtsus ületab isegi sipelgaid".

"Huvitav, " muigab ta, "kui sageli teised seltskondlikud loomad oma võrgustikku haiguse leviku piiramiseks ümber korraldavad."

Sipelgad võtavad ka haiguspäevi