Когда муравей вступает в контакт с патогенным грибком Metarhizium, он может нанести вред всей колонии муравьев. Это связано с тем, что инфекционные заболевания могут легко распространяться среди членов колонии, которые живут близко друг к другу, и могут привести к гибели всей колонии, если инфекции не сдерживаются.
Сильвия Кремер и ее группа ранее показали, что инвазивные садовые муравьи (Lasius neglectus) заботятся о членах колонии, несущих споры патогенных грибов, путем интенсивного ухода за телом зараженного человека, что снижает риск попадания грибка в организм и заражения муравья. Но как муравьи действуют, когда муравьи-ухаживающие не добиваются успеха и муравей заражается болезнью? Сильвия Кремер и Кристофер Пулл вместе со своими сотрудниками из Royal Holloway, Лондонского университета и Университета Вюрцбурга исследовали этот вопрос в своем текущем исследовании, опубликованном в eLife.В то время как муравьи заботятся о выводке, подвергающемся воздействию патогена, реакция на инфекцию гораздо более радикальна: в серии экспериментов исследователи обнаружили, что муравьи убивают куколок, инфицированных грибком, чтобы остановить завершение жизненного цикла патогена, чтобы он не мог распространяться дальше. . Муравьи действуют избирательно: они обнаруживают уже смертельно инфицированных животных с помощью химических «сигналов болезни» и убивают их. «Мы обнаружили, что муравьи способны нюхать и различать больных членов колонии на очень ранней стадии процесса заражения.
Затем они проводят то, что мы называем« разрушительной дезинфекцией », убивая больное животное и грибок, чтобы предотвратить распространение патогена. становится заразным и распространяется среди сородичей », — объясняет Сильвия Кремер.У этой разрушительной дезинфекции есть замечательные параллели с иммунной системой позвоночных. Зараженные клетки в организме посылают сигнал, который привлекает иммунные клетки.
Затем они проделывают отверстия в инфицированной клетке для введения токсичных веществ, убивающих как клетку, так и патоген. Что-то очень похожее происходит с Lasius neglectus, как описывает Кристофер Пулл: «Муравьи производят муравьиную кислоту, которая может убить гриб, но ей необходимо проникнуть в тело куколки, чтобы он заработал.
Во время разрушительной дезинфекции муравьи удаляют шелковый кокон куколки и откусывают отверстия в его теле. Затем они распыляют муравьиную кислоту через эти отверстия, так что она попадает в тело куколки и убивает куколку вместе с грибком ». Сильвия Кремер объясняет, откуда это сходство: «Муравьи в колонии работают вместе, как клетки в теле, и колонии иногда даже называют« суперорганизмами ». В нашем исследовании мы показываем замечательные параллели между иммунными ответами колонии муравьев и тела позвоночных. Способность обнаруживать и уничтожать вредные элементы, вероятно, была необходима для эволюции как многоклеточных организмов из одноклеточной жизни, так и суперорганизмов из отдельных животных ».