Kun tulisit kylmän tai flunssaan, voit valita pitääksesi etäisyyksesi muista ihmisistä säästääksesi heitä samanlaiselta haisevalta kohtalolta - ja he puolestaan saattavat välttää sinusta. Uuden tutkimuksen mukaan ihmiset eivät ole yksin yrittäessään vallata sairaita. Tarttuvien taudinaiheuttajien läsnäollessa nöyrät puutarhamuurahaiset voivat myös muuttaa käyttäytymistään pitääkseen saastuneet kriitit poissa muista siirtokunnan jäsenistä.
Muurahaiset ovat sosiaalisia olentoja. He asuvat suurissa ryhmissä kommunikoidessaan ja tekemällä yhteistyötä toistensa kanssa varmistaakseen, että siirtomaa toimii niin kuin pitäisi. Koska muurahaiset ovat usein läheisessä yhteydessä toisiinsa, ne ovat myös alttiita tarttuville taudeille. Tutkimukset ovat osoittaneet, että muurahaiset kykenevät pitämään sairauksia loitolla useiden hygieniamekanismien avulla, kuten poistamalla roskat ja kuolleiden siirtomaajäsenten ruumiit pesistä. Tutkijat epäilivät, että hyönteiset saattavat myös muokata sosiaalista käyttäytymistään infektioiden leviämisen vähentämiseksi, mutta tätä hypoteesia oli vaikea todistaa viime aikoihin asti.
"Muurahaiskolikoissa on satoja yksilöitä", selittää Sveitsin Lausannen yliopiston tutkijatohtori Nathalie Stroeymeyt, joka tutkii kollektiivista käyttäytymistä muurahaiskoloissa. "Tähän saakka ei ollut vain teknistä metodologiaa niiden vuorovaikutuksen mittaamiseksi siirtokuntien tasolla pitkiä aikoja."
Onneksi sveitsiläisten tutkijoiden vuonna 2013 kehittämä automatisoitu seurantajärjestelmä antoi Stroeymeytille ja hänen kollegoilleen yksityiskohtaisen katsauksen siitä, kuinka 22 laboratoriossa kasvatettua muurahaiskolonia käyttäytyvät, kun sairaus sujuu heidän keskellään. Ryhmä liimoi pieniä 2D-viivakoodeja muurahaisten rintakehiin, mikä antoi jokaiselle hyönteiselle yksilöllisen tunnisteen - ”aivan kuten QR-koodi”, Stroeymeyt sanoo. Muurahaisten koteloiden yläpuolelle sijoitettu kamera napsautti kaksi kuvaa sekunnissa, ja algoritmi havaitsi ja tallensi kunkin viivakoodin sijainnin, jolloin tutkijoille annettiin runsaasti tietoa muurahaisten liikkeistä.
Neljän päivän ajan joukkue antoi muurahaisten murtautua kotelossaan häiritsemättä. Kuten luonnossa olevien pesäkkeiden kanssa, jotkut muurahaiset työskentelivät pesän ulkopuolella ruokailla ruokaa, kun taas toiset - kuten kuningatar ja sairaanhoitajat, joilla on taipumus kehittyvään hautaan - pysyivät pesän sisällä. Viidentenä päivänä tutkijat paljastivat joitain, mutta eivät kaikkia, 11 pesäkkeen rehuja sienelle Metarhizium brunneum, jota esiintyy usein puutarhamuurahaisten muurahaisten elinympäristössä ja jonka tiedetään tekevän heistä sairaita. Rehuja muista 11 pesäkkeestä käsiteltiin hyvänlaatuisella liuoksella kontrolliryhmänä toimimiseksi.
Tärkeää on, että aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että M. brunneum -sieni kestää vähintään 24 tuntia muurahaisten tartuttamiseksi, mikä puolestaan antoi tutkijoille aikaa tarkkailla hyönteisiä ennen kuin he todella olivat sairaita.
"Halusimme keskittyä [tähän] ajanjaksoon ... jotta pystyisimme erottamaan itse muurahaisten aktiivisen reaktion sairauden tai loisten manipuloinnin sivuvaikutuksista", Stroeymeyt selittää.
Kirjoittamalla Science- lehdessä tutkijat paljastavat, että kun rehuja laitettiin takaisin koteloonsa, saastuneet muurahaiset viettivät enemmän aikaa pesän ulkopuolella, mikä tarkoittaa, että heillä oli vähemmän yhteyksiä siirtokunnan arvokkaimpiin jäseniin: kuningattareen, joka makaa kaikki siirtokunnan munista ja sisätiloissa työskentelevät, jotka ovat nuorempia kuin rehut ja joilla on siksi enemmän tunteja osallistuakseen siirtokuntaan. (Vanhemmilla muurahaisilla on tehtävä riskitöitä ruuan etsintää pesän ulkopuolella, koska kuten Stroeymeyt tylsästi sanoo, ne "kuolevat muutenkin".)
Mutta tutkimuksen ydin on löytö, että saastuneet muurahaiset eivät olleet ainoat, jotka muuttivat käyttäytymistään. Rehut, jotka eivät olleet olleet alttiina sienelle, lisäsivät myös pesästä poissaoloaikaa. Ja pesän sisällä olevat sairaanhoitajat siirtyivät nuoria pidemmälle sisäänpäin ja viettivät enemmän aikaa päällekkäin heidän kanssaan, mikä ”voitiin nähdä alueellisena eristyksenä rehuista”, Stroeymeyt sanoo.
Kuinka siirtomaa tutustui taudin estävään toimintaan ennen kuin sieni-itiöt olivat edes tarttaneet tiettyjä rehuja? Tutkijat eivät ole varmoja, mutta muurahaisten innokas hajuaisti voi olla avain. Muurahaiset nuuskitsevat antenneillaan, jotka jatkuvasti koskettavat ja ottavat näytteitä hyönteisten ympäristöstä. Stroeymeyt: n mukaan on täysin mahdollista, että muurahainen pystyy havaitsemaan torjuvan sienen yhdestä siirtokunnan jäsenestään aivan yhtä helposti kuin se voisi haistaa patogeenin omasta kehostaan.
Miksi pilaantumattomat rehut vähensivät myös pesässä vietettyä aikaa, on toinen mielenkiintoinen kysymys. Ensimmäisenä yhteyshenkilönä heti sairastuvien työtovereidensa kanssa he saattoivat jollain tavoin pysyä poissa tärkeimmistä siirtokunnan jäsenistä. Mutta on myös mahdollista, että havaittuaan taudinaiheuttajia muille rehuilleen, he yksinkertaisesti viettivät enemmän aikaa saastuneiden työntekijöiden hoitamiseen pesän ulkopuolella. Muurahaiset tuottavat muurahaishappoa ruuansulattimen kautta ruuansulattimen kärjessä tai vatsassa; ne voivat tappaa sieni-itiöitä toisiaan vastaan ottamalla muurahaishappoa suuhunsa ja nuolemalla patogeenikuormitettujen ystäviensä ruumista.
Vaikka tutkijat kirjasivat vähemmän vuorovaikutusta rehujen ja sisätilojen työntekijöiden välillä, kontakti ei loppunut kokonaan - ja tämä johti jälleen mielenkiintoiseen ilmoitukseen. Kun he käyttivät simulaatioita mallintaakseen, kuinka sieni-patogeenit leviävät koko siirtokuntaan muurahaisten sosiaalisen verkoston muutosten edessä, tutkijat havaitsivat, että kuningattaren ja sairaanhoitajien todennäköisyys saada kuolettava sieni-kuorma pieneni, mutta todennäköisyys nämä tärkeät muurahaiset, jotka saivat vähän kuormaa, nousivat.
"Se on samanlainen kuin immunisointi tai rokotus ihmisissä", Stroeymeyt selittää. "Nämä pienet annokset eivät johda kuolleisuuteen, mutta antavat muurahaiselle mahdollisuuden kehittää jonkinlainen suoja myöhempää altistumista samalle patogeenille. Se [löytö] on myös jotain aivan uutta. "
Stroeymeyt suunnittelee eteenpäin tutkiessaan, miten taudinaiheuttajat laukaisevat sosiaaliset muutokset villisissä muurahaispesäkkeissä, jotka voivat olla satoja tuhansia; hän epäilee, että sisä- ja ulkotilojen työntekijöiden erottelu saattaa olla entistä selvempi näissä suurissa ryhmissä.
Toronton yliopiston ekologian ja evoluutiobiologian apulaisprofessori Megan Frederickson, joka ei ollut mukana uudessa tutkimuksessa, kutsuu tutkijoiden päätelmiä "uudeksi ja mielenkiintoiseksi havainnoksi", joka on saatu aikaan "huipputeknisillä menetelmillä". Hän lisää, että samanlainen tekniikka voi auttaa tutkijoita tutkimaan, muuttavatko muurahaiset myös sosiaalisia verkostojaan siirtääkseen hyödyllisiä mikrobeja toisilleen. Ja Fredericksonin mielestä [tutkimuksen merkitys ylittää muurahaistenkin. »
"Ihmettelen, " hän mustelee, "kuinka usein muut sosiaaliset eläimet järjestävät verkkonsa uudelleen rajoittaakseen taudin leviämistä."
