Этот последний альтруистический акт может быть попыткой спасти колонию муравьев от заражения
Больные детеныши муравьев Lasius neglectus подают химические сигналы бедствия только тогда, когда поблизости находятся рабочие, способные их уничтожить.
Некоторые муравьиные детеныши не просят о помощи, когда заражаются смертельными инфекциями, — они просят, чтобы их убили.
Неизлечимо больные куколки рабочих муравьев активно испускают химический сигнал “найди меня и уничтожь”, побуждая других рабочих уничтожать их, сообщают эколог-бихевиорист Сильвия Кремер и ее коллеги 2 декабря в Nature Communications. Этот последний альтруистический акт может быть попыткой спасти колонию от заражения и обеспечить ее выживание.
“Точно так же, как клетки организма координируют свои действия для поддержания здоровья всего организма, отдельные муравьи работают сообща, чтобы защитить колонию”, — говорит Кремер из Австрийского института науки и технологий в Клостернойбурге.
В более ранней работе Кремер и ее команда показали, что рабочие муравьи вида Lasius neglectus быстро выявляют грибковые заболевания, распространяющиеся среди их выводка муравьиных детенышей. Обнаружив кутикулярные углеводороды — химические сигналы тревоги, которые куколки подают через свою твердую наружную поверхность, или кутикулу, — рабочие муравьи проводят “разрушительную дезинфекцию”, вскрывая коконы, прокалывая кутикулу и распыляя муравьиную кислоту внутрь. Этот антимикробный спрей убивает как споры грибов, так и больных куколок.
В ходе нового исследования ученые обнаружили, что иммунные гены куколок активируются после заражения грибковой инфекцией, что подразумевает иммунный ответ. Но зараженные куколки выделяют углеводороды только в присутствии зрелой особи, а не когда они одни.
“Мы были поражены, обнаружив, что куколки могут ощущать окружающую среду и подстраивать свои химические сигналы в зависимости от присутствия рабочих органов”, — говорит соавтор Эрика Доусон, бывший биолог из лаборатории Кремера, которая в настоящее время является стипендиатом Университета Сорбонны в Париже.
Команда также обнаружила, что более высокая инфекционная нагрузка не приводит к увеличению выброса химических веществ. В совокупности результаты показывают, что сигналы не являются пассивными — “муравьи активно сигнализируют о своем уничтожении”, — говорит Марк Балмер, молекулярный эколог из Университета Таусона в Мэриленде, который не принимал участия в исследовании.
Исследователи обнаружили, что инфицированные куколки-матки, с другой стороны, не подают такого самоотверженного сигнала, потому что их развитая иммунная система сдерживает инфекцию до того, как она выйдет из-под контроля. Из-за своей способности к размножению матки представляют большую ценность, чем рабочие особи, что потенциально может объяснить их лучшую иммунную систему.
Эта альтруистическая сигнализация показывает, как колонии муравьев функционируют как единое живое существо, или суперорганизм. Муравьи в колонии больше похожи на клетки нашего организма, говорит Эрик Франк, зооэколог из Вюрцбургского университета в Германии. Иммунные клетки иногда самоуничтожаются, чтобы предотвратить распространение инфекции, тем самым защищая другие клетки.
“Люди очень заинтересованы в индивидуальной приспособленности; поскольку все мы можем размножаться, мы хотим максимально использовать наши собственные гены, в то время как общественные насекомые, все они [за исключением королевы] бесплодны, и они могут извлечь реальную пользу, только помогая королеве размножаться как можно больше”, — говорит Фрэнк. “Для отдельных работников имеет смысл жертвовать собой ради общего благополучия колонии, а не ради собственной эгоистичной индивидуальной приспособленности”.
В то время как взрослые муравьи, подверженные воздействию патогенов, могут практиковать социальное дистанцирование или покидать гнездо, чтобы умереть, когда неизлечимо больны, куколки, запертые в своих коконах, должны полагаться на сигнал бедствия. Исследователи отмечают, что рабочие особи способны вынюхивать и уничтожать только инфицированных куколок, а не уничтожать выводок без разбора. Кремер хочет проверить, стали бы куколки с такой готовностью жертвовать собой, если бы уровень заражения у них был намного ниже и они могли выздоравливать. “Мы ожидаем, что муравьи не должны так рисковать”, — говорит она. Игнорирование даже одной куколки, которая потенциально может выделять грибковые споры, “может иметь разрушительные последствия для колонии”, — добавляет она