Как контакт с больными муравьями защищает их сородичей

Исследование, опубликованное 3 апреля в открытом журнале PLoS Biology, показывает, как микроинфекции способствуют социальной вакцинации в муравьиных колониях. Как и в густонаселенных мегаполисах, в муравейниках высок риск вспышек заболеваний. Их сдерживает социальная иммунная система муравьев — набор коллективных гигиенических поведенческих реакций и адаптивных изменений в частоте взаимодействий, который действует совместно с физиологической, врожденной иммунной системой отдельных особей.

Муравьи не избегают больных сородичей, а вылизывают их, чтобы удалить патоген с тела зараженной особи. Это социальное груминг-поведение значительно повышает шансы на выживание зараженных муравьев, но несет риск заражения для тех, кто ухаживает. Исследователи применили флуоресцентно-меченые споры гриба к некоторым муравьям и позволили им взаимодействовать со здоровыми членами колонии. Эксперимент показал, что меченые споры распространились по всей колонии. Однако передача спор происходит на очень низком уровне, вызывая лишь сублетальные микроинфекции у ранее здоровых особей.

Эти низкоуровневые инфекции индуцируют экспрессию определенного набора иммунных генов и повышают способность муравьев бороться с грибковым патогеном. Математическое моделирование дополнительно показало, что такая социальная иммунизация позволяет колониям быстрее восстанавливаться после инфекции.

Таким образом, социальное низкоуровневое распространение инфекционных частиц составляет основной механизм социальной иммунизации против грибковых инфекций в муравьиных обществах. Это природный аналог первых попыток человечества индуцировать иммунитет против смертельных болезней, таких как оспа, с помощью вариоляции — активной передачи низкоуровневых инфекций.

Как отмечают авторы сопровождающей статьи в PLoS Biology, комбинация подходов — математического моделирования, поведенческих, микробиологических, иммунологических и молекулярных методов — предлагает доказательство концепции, что иммунитет на уровне группы может быть экспериментально изучен и смоделирован. Изучение социального иммунитета у насекомых может помочь обнаружить упущенные свойства у другого важного социального животного — человека.