Муравьиный «триаж»: как насекомые выбирают, кого лечить

Социальные муравьи — мастера кооперативной защиты от болезней. Они коллективно заботятся друг о друге, чтобы предотвратить распространение инфекций в колонии. Но как отдельная особь понимает, кого именно нужно чистить? Междисциплинарная команда исследователей из Института науки и технологий Австрии (ISTA) и Университета Коменского в Братиславе объединила экспериментальные и теоретические подходы, чтобы детально изучить санитарное принятие решений у муравьёв.

Эксперименты проводили на садовых муравьях с использованием грибковых спор. Наблюдение за поведением и анализ «споровой нагрузки» (количества грибковых спор) у каждого члена колонии показали, что муравьи предпочтительно чистят наиболее заразных сородичей. Кроме того, муравей не чистит других сразу после того, как его почистили. Таким образом, насекомые не только оценивают уровень заразности других, но и чувствительны к социальной обратной связи о собственной заразности от колонии. Эта уникальная комбинация простых правил приводит к тому, что наиболее заразных членов колонии чистят наименее заразные, что обеспечивает высокоэффективный контроль над болезнями на уровне всей колонии.

Эксперимент с выбором

В экспериментальной среде муравью-«санитару» предоставляли выбор между двумя сородичами, каждый из которых нёс на себе разное количество спор. Наблюдения показали, что муравьи предпочтительно выбирают особь с наибольшей споровой нагрузкой, то есть представляющую наибольший риск для колонии. «Муравьи обычно выбирают того, у кого в данный момент самая высокая споровая нагрузка, хотя она постоянно меняется из-за самого процесса чистки», — объясняет Сильвия Кремер. Это позволяет муравьям динамично реагировать на изменения уровня угрозы.

Теория, объясняющая поведение

Математическое моделирование помогло раскрыть, какой информацией муравьи пользуются при принятии решений. «Муравьи следуют простому "правилу большого пальца": когда они сталкиваются с другим муравьём, у которого много спор, они с большей вероятностью будут чистить именно его», — объясняет Катарина Бодьова. Это означает, что муравьям не нужно запоминать споровую нагрузку всех членов колонии — они полагаются только на информацию, полученную при контакте с окружающими.

Система не идеальна: иногда муравьи чистят и менее заразную особь. Однако множество небольших предпочтений в сторону чистки более заразных особей, совершаемых всеми членами колонии, накапливаются в чёткий коллективный выбор и эффективную очистку. Муравьи могут реагировать на минимальные различия в споровой нагрузке, но принимают более точные решения, когда разница больше.

Заразные муравьи не участвуют в чистке

Теоретический подход также выявил другой важный фактор: чувствительность муравья к социальным сигналам от сородичей. Кремер объясняет это как социальную петлю обратной связи, которая предотвращает участие высокоинфекционных особей в заботе о других, тем самым ограничивая риск распространения болезни во время ухода.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, позволило «открыть чёрный ящик» индивидуального принятия решений в рамках социального иммунитета и кооперативной защиты от болезней.