Наука и технологии

Муравьи поместили себя в карантин для спасения колонии

image

Ученые следили за передвижениями и контактами муравьев с помощью индивидуальных бар-кодов, которые приклеили на каждую особь Timothée Brütsch

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.

 

Симуляция передвижений в колонии до и после заражения муравьев грибком. А. Королева и рабочие особи с приклеенными на них штрих-кодами. В. Определение контакта двух особей. С. Передвижения в колонии до и после заражения. Каждый кружок соответствует одной особи. Фиолетовым показана королева, зеленым — «няньки», желтым — фуражиры. Рабочие муравьи, которых обработали раствором грибка, отмечены черной точкой. N.Stroeymeyt et al./ Science, 2018

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
Источник

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s