Når du kommer ned med forkjølelse eller influensa, kan du velge å holde avstand fra andre mennesker for å skåne dem fra en lignende sniffly skjebne - og de kan på sin side styre unna deg. I følge en ny studie er mennesker ikke alene om deres forsøk på å binde syke. I nærvær av smittsomme patogener kan ydmyke hagemyrer også endre oppførsel for å holde forurensede sprøytere borte fra andre medlemmer av kolonien.
Myrer er sosiale skapninger. De bor i store grupper, kommuniserer og samarbeider med hverandre for å sikre at kolonien fungerer som den skal. Fordi de ofte er i nær kontakt, er maur også sårbare for smittsomme sykdommer. Studier har vist at maur er i stand til å holde sykdom i sjakk gjennom en rekke hygieniske mekanismer, som å fjerne søppel og kroppene til døde kolonimedlemmer fra reirene. Forskere mistenkte at insektene også kan finjustere deres sosiale atferd for å redusere spredningen av infeksjoner, men denne hypotesen var inntil nylig vanskelig å bevise.
"Myrkolonier har hundrevis av individer, " forklarer Nathalie Stroeymeyt, en post-doktorgradsforsker ved Universitetet i Lausanne i Sveits, som studerer kollektiv atferd i maurkolonier. "Til nå var det bare ikke den tekniske metodikken for å måle interaksjonene deres på koloninivå over lengre tid."
Heldigvis lot et automatisert sporingssystem utviklet av sveitsiske forskere i 2013 Stroeymeyt og hennes kolleger få et detaljert blikk på hvordan 22 laboratorieoppdratte maurkolonier oppfører seg når sykdommen perkolererer seg i midten. Teamet limte bittesmå 2D-strekkoder på maurens thorax, noe som ga hvert insekt en unik identifikator - "akkurat som en QR-kode, " sier Stroeymeyt. Et kamera som er plassert over myrenes kabinetter knipset to bilder hvert sekund, og en algoritme oppdaget og registrerte plasseringen til hver strekkode, noe som ga forskerne et vell av data om maurenes bevegelser.
I fire dager lot teamet maurene skure rundt i kabinettet uforstyrret. Som med kolonier i naturen, jobbet noen av maurene utenfor reiret for å fôre til mat, mens andre - som dronningen og "sykepleierne" som har en tendens til den voksende rasen - ble værende i reiret. På den femte dagen utsatte forskerne noen, men ikke alle, fôrmennene fra 11 kolonier for soppen Metarhizium brunneum, som ofte finnes i jorda i hagemyrenes leveområder og er kjent for å gjøre dem syke. Foragers fra de andre 11 koloniene ble behandlet med en godartet løsning for å tjene som en kontrollgruppe.
Avgjørende, tidligere studier har vist at M. brunneum- soppen tar minst 24 timer å infisere maur, noe som igjen ga forskerne tid til å observere insektene før de faktisk var syke.
"Vi ønsket å fokusere på [denne] perioden ... slik at vi kunne skille den aktive reaksjonen til mauren selv fra bivirkninger av sykdom eller parasittmanipulering, " forklarer Stroeymeyt.
Forskerne skriver i tidsskriftet Science, og avslører at da foragerne ble satt tilbake i innhegningen deres, brukte de forurensede maurene mer tid utenfor reiret, noe som betyr at de hadde mindre kontakt med koloniens mest verdifulle medlemmer: dronningen, som legger alle av koloniens egg, og innearbeiderne, som er yngre enn foragerne og derfor har flere timer på å bidra til kolonien. (Eldre maur får i oppgave å risikere foraging av jobber utenfor reiret, fordi de, som Stroeymeyt på en klar måte sier det, "vil dø uansett.")
Men kjernen i studien ligger i oppdagelsen at de forurensede maurene ikke var de eneste som endret oppførsel. Foragers som ikke hadde blitt utsatt for soppen økte også tidsbruken fra reiret. Og sykepleierne inne i reiret flyttet de unge lenger innover og brukte mer tid på å overlappe dem, noe som "kan sees på som en romlig isolasjon fra foragerne, " sier Stroeymeyt.
Hvordan visste kolonien seg til å forebygge sykdomsforebyggende virkning før soppsporene til og med hadde smittet visse foragers? Forskerne er ikke sikre, men maurens ivrige luktesans kan være nøkkelen. Myrer snuser rundt med antennene sine, som stadig berører og tar prøver av insektenes omgivelser. Ifølge Stroeymeyt er det fullt mulig at en maur vil være i stand til å oppdage en skimrende sopp på et av kolonidelene, like lett som den vil kunne lukte et patogen på sin egen kropp.
Hvorfor ikke-forurensede fôrere også reduserte tidsbruken i reiret, er et annet interessant spørsmål. Som den første kontaktlinjen med deres snart syke syke arbeidskamerater, kan de på en eller annen måte ha kjent at de holder seg borte fra viktige kolonimedlemmer. Men det er også mulig at de, etter å ha oppdaget patogener på sine andre foragers, ganske enkelt brukte mer tid på å behandle de forurensede arbeiderne utenfor reiret. Myrer produserer maursyre gjennom en kjertel på tuppen av deres gaster, eller mage; de kan drepe soppsporer på hverandre ved å plukke opp maursyre i munnen og slikke kroppene til de patogenbelastede kompisene.
Selv om forskerne registrerte færre interaksjoner mellom foragers og innearbeidere, opphørte ikke kontakten helt - og dette førte til nok en interessant åpenbaring. Da de brukte simuleringer for å modellere hvordan sopppatogener spredte seg over hele kolonien i møte med maurenes sosiale nettverksendringer, fant forskerne at sannsynligheten for at dronningen og sykepleierne fikk en potensielt dødelig belastning av soppen gikk ned, men sannsynligheten for disse viktige maurene som fikk lav belastning, gikk opp.
Stroeymeyt forklarer "Det tilsvarer immunisering eller vaksinasjon hos mennesker." “Disse lave dosene fører ikke til dødelighet, men de lar mauren utvikle en slags beskyttelse mot senere eksponering med samme patogen. At [funnet] er også noe som er ganske nytt. ”
Fremover planlegger Stroeymeyt å undersøke hvordan patogener utløser sosiale forandringer i ville maurkolonier, som kan nummerere i hundretusener; hun mistenker at segregeringen mellom innendørs og utendørs arbeidere kan være enda mer uttalt i disse store gruppene.
Megan Frederickson, førsteamanuensis i økologi og evolusjonsbiologi ved University of Toronto som ikke var involvert i den nye studien, kaller forskernes konklusjoner "en ny og spennende oppdagelse" som ble ført til av "banebrytende metoder." Hun legger til at lignende teknologi kan hjelpe forskere med å studere om maur også endrer sosiale nettverk for å overføre gunstige mikrober til hverandre. Og Frederickson mener "betydningen [av studien] til og med går utover maur."
"Jeg lurer på, " tenker hun, "hvor ofte andre sosiale dyr omorganiserer nettverkene sine for å begrense spredningen av sykdom."
