Социальная иммунная система: Муравьи-листорезы узнают и борются с патогенами спустя 30 дней после заражения
Исследование ученых из Университета Сан-Паулу (UNESP) и их коллег показывает, что муравьи-листорезы Atta sexdens демонстрируют поведение, выходящее за рамки социального иммунитета — способности обнаруживать патогены и пытаться от них избавиться на благо колонии.
В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B, сообщается, что эти насекомые способны распознать патогенный грибок, с которым уже сталкивались, даже спустя 30 дней после первоначального заражения, и бороться с ним еще интенсивнее. Для этого они усиливают гигиеническое поведение и привлекают больше рабочих особей, что указывает на возможную "социальную иммунную память".
"Если рассматривать колонию как суперорганизм, это поведение было бы похоже на иммунную систему. Точно так же, как наши защитные клетки атакуют захватчиков, таких как вирусы и бактерии, рабочие особи борются с инфекциями, которые могут навредить колонии", — объясняет Ариэл Гоес, первый автор исследования.
В одном из экспериментов колонии впервые подвергались воздействию патогена, затем повторно через семь дней и, наконец, через месяц. Последнее воздействие вызвало наиболее интенсивный и быстрый ответ, с участием большего числа муравьев как в самоочищении, так и в очистке культивируемого ими гриба, который служит им пищей.
Из четырех протестированных патогенов два были вредны для муравьев, а два — для культивируемых грибов.
Во втором эксперименте колонии подвергались воздействию патогена, повторному заражению через семь дней и третьему — через 60 дней после первоначального контакта. Ответные реакции были гораздо менее интенсивными, чем у колоний, повторно подвергшихся воздействию через 30 дней.
"В отличие от нашей иммунной системы, которая в некоторых случаях выразительно реагирует на конкретный патоген даже спустя много лет после первоначального воздействия, социальная иммунная память муравьев имеет более короткий срок, поэтому им необходимо постоянно сталкиваться с патогеном, чтобы информация сохранялась", — добавляет Гоес.
Специфичность ответа
В третьем эксперименте ученые проверили специфичность ответа муравьев. Через семь дней после заражения одним патогеном они подвергли муравьев воздействию другого. Гигиеническое поведение и привлечение других рабочих были менее интенсивными при введении этого второго патогена.
"Одна из гипотез заключается в том, что муравьи-листорезы снизили свою гигиеническую реакцию, чтобы избежать распространения нового патогена по остальной части колонии. Это связано с тем, что альтруистическая чистка, при которой муравьи вылизывают друг друга, чтобы избавиться от патогенов, также может распространять новые загрязнители", — говорит Андре Родригес, руководитель проекта.
Чтобы проверить, является ли реакция просто ответом на неизвестное, но не обязательно патогенное вещество, исследователи применили в качестве контроля безвредный раствор к пяти колониям. Гигиенические реакции были наименее интенсивными из всех экспериментов на 80 проанализированных колониях, что показывает, что муравьи действительно распознают патогены и разные воздействия.
Одна из гипотез, выдвинутых исследователями, заключается в том, что наблюдаемый социальный иммунитет может указывать на повышение эффективности удаления загрязнителей с положительным эффектом на выживаемость группы.
"Муравьи-листорезы адаптированы к открытым пространствам, поэтому они процветают в монокультурах и являются вредителями. Их гигиеническое поведение — одно из препятствий для эффективного биологического контроля без использования химических инсектицидов. Понимание социального иммунитета листорезов может помочь разработать более эффективные и экологически безопасные методы контроля", — заключает Родригес.