Первое исследование показало, как животное сообщество активно реорганизуется, чтобы уменьшить распространение болезней.
В целом, высокая плотность населения в географическом регионе является основным фактором, способствующим более быстрому распространению заболеваний. Высокая плотность населения приводит к перенаселению, что, в свою очередь, ухудшает условия жизни. Это, в свою очередь, увеличивает скорость передачи заболеваний, главным образом из-за частых и тесных контактов между людьми. Такие популяции становятся рассадниками инфекционных агентов, таких как вирусы и бактерии.
Колония муравьев
Муравьи — это организмы, которые процветают практически повсюду, будь то леса или пустыни, и живут большими колониями или группами. Муравьи известны своей социальной жизнью, и это поведение дает им огромное преимущество перед насекомыми или животными, которые живут поодиночке. Муравьиная колония организована в подгруппы в зависимости от возраста и задач, которые должна выполнять каждая из этих групп. В колонии в основном три типа муравьев: королева, самки, которые в основном являются «рабочими», и самцы. Их главная цель — выживание, рост и размножение. Поэтому взаимодействие муравьев с другими членами колонии не является случайным, как можно было бы предположить. Королева муравьев — самая важная, поскольку только она может откладывать яйца и является единственным членом муравьиной колонии, способным производить потомство. «Молодые» муравьи, также называемые «кормилицами», заботятся о расплоде в центре колонии. В то время как «старшие» муравьи действуют как добытчики пищи, путешествуя и собирая ее извне, и по этой причине старые муравьи более подвержены воздействию патогенов. Патогенное вторжение может привести к распространению болезни и, вероятно, к гибели всей колонии.
Исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, что когда патогенное вещество, вызывающее заболевание, попадает в муравьиную колонию, муравьи изменяют свое поведение, чтобы защитить свою колонию от надвигающейся эпидемии. Они защищают свою королеву и весь выводок от заражения, и для этого разработали интересный «защитный механизм». Важным аспектом этого механизма является «социальная организация», которая происходит внутри колонии. Исследователи из Австрийского института науки и технологий и Лозаннского университета провели это исследование, используя систему «штрихкодов», чтобы тщательно отслеживать и понимать взаимодействие между муравьями внутри колонии в нормальных условиях и во время распространения болезни. Они разместили цифровые метки примерно на 2260 садовых муравьях, а инфракрасные камеры снимали изображение колонии каждые полсекунды. Этот метод позволил им отслеживать и измерять движение и положение каждого муравья, а также их социальное взаимодействие внутри колонии.
Механизм защиты муравьев
Для начала передачи заболевания около 10 процентов взрослых муравьев или фуражиров подвергались воздействию спор грибка, которые распространялись очень быстро. Было проведено сравнение муравьиных колоний до и после воздействия патогена. Очевидно, что муравьи быстро осознали наличие спор грибка , разделились на группы и изменили свое взаимодействие друг с другом. Муравьи-кормилицы взаимодействовали только с кормилицами, а фуражиры — только с фуражирами, и их взаимодействие друг с другом уменьшилось. Вся колония муравьев изменила свою реакцию, даже те муравьи, которые не подвергались воздействию спор грибка. Это можно рассматривать как профилактическую меру, поскольку она снижает риск распространения заболевания. Для количественного определения количества спор, переносимых муравьем, использовалась методика qPCR, поскольку споры усиливают целевую молекулу ДНК. Отслеживалось количество спор грибка. Когда муравьи меняли свое взаимодействие, характер распространения спор грибка также менялся, что было заметно по результатам измерений.
Было интересно увидеть, что колония муравьев защищает своих «ценных членов», которые могут внести свой вклад - королеву, медсестер и молодых рабочих, - и их выживание имело первостепенное значение. Детальный эксперимент по выживанию показал, что любая нагрузка патогенными микроорганизмами через 24 часа после первого воздействия напрямую коррелирует со смертью от болезни и имеет высокую величину корреляции. Смертность среди муравьев-собирателей была выше, чем у медсестер, и самый ценный член - королева муравьев - был жив до конца.
Это исследование проливает свет на динамику болезни с точки зрения муравьев, поскольку они коллективно борются с вероятным риском распространения болезни. Установлено, что социальные взаимодействия между организмами имеют решающее значение во время распространения болезни. Исследования муравьев могут помочь нам понять процессы, которые могут иметь отношение к другим социальным группам организмов. Нам необходимо оценить, что влияет на риск заболевания и какие подходящие меры контроля можно разработать. При учете таких факторов, как иммунология, передача болезней и структура населения, необходима популяционная динамика.
Источник (ы)
Строймейт Н. и др. 2018. Пластичность социальных сетей снижает передачу заболеваний у эусоциальных насекомых. Science . 362(6417). https://doi.org/10.1126/science.aat4793
Комментарии закрыты.