Исследование, проведенное учеными из Государственного университета Сан-Паулу (Бразилия), показывает, что лимонные муравьи-листорезы (Atta sexdens) демонстрируют модели поведения, относящиеся к так называемому социальному иммунитету, то есть способности обнаруживать патогены и пытаться избавиться от них на благо колонии.
В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society, ученые сообщают, что эти насекомые способны распознавать патогенные грибки даже через 30 дней после первоначального заражения и бороться с ними еще более интенсивно. Для этого они усиливают свое поведение при уборке и набирают больше рабочих особей, что свидетельствует о так называемой «социальной иммунной памяти».
«Если рассматривать колонию как суперорганизм, то такое поведение будет напоминать иммунную систему. Точно так же, как наши защитные клетки атакуют захватчиков, таких как вирусы и бактерии, рабочие муравьи борются с инфекциями, которые могут нанести вред колонии», - объясняет Ариэль Гоес, первый автор исследования. «Мы показываем, что социальная иммунная система муравьев может хранить информацию о предыдущих инфицированиях одним и тем же патогеном - явление, наблюдаемое в наших иммунных клетках, но происходящее на поведенческом уровне в муравьиных колониях», - добавляет он.
В одном из экспериментов колонии подвергались воздействию одного и того же патогена в первый раз, затем снова через семь дней и, наконец, через месяц. Последнее воздействие дало наиболее интенсивную и быструю реакцию, при этом большее количество муравьев участвовало как в очистке самих себя, так и грибков, которые они выращивали для питания. Из четырех протестированных патогенов два были опасны для муравьев, а два - для грибков, которыми питаются муравьи. Atta sexdens - это муравей-листорез, относящийся к группе муравьев-мутаторов, которые поддерживают мутуалистические отношения с грибками, выращиваемыми ими внутри своих колоний. Грибки, в свою очередь, обеспечивают муравьев питательными веществами.
Во втором эксперименте исследователи подвергли другие колонии воздействию патогена, повторили заражение через семь дней, а затем в третий раз - только через 60 дней после первого контакта. Реакция была гораздо менее интенсивной, чем в колониях, повторно подвергшихся заражению через 30 дней. «В отличие от нашей иммунной системы, которая в некоторых случаях экспрессивно реагирует на конкретный патоген даже через много лет после первого контакта, социальная иммунная память муравьев имеет более короткие сроки, поэтому им необходимо постоянно подвергаться воздействию патогена, чтобы информация сохранилась», - добавляет Гоес.
В третьем эксперименте исследователи проверили специфичность реакции муравьев. Через семь дней после заражения одним патогеном они подвергли муравьев воздействию другого. При введении второго патогена поведение по уборке и привлечению других рабочих муравьев было менее интенсивным. На следующей неделе первый патоген был повторно внесен в колонию. Повторное внесение вызвало умеренную реакцию, схожую с той, что была при первом заражении, но гораздо менее интенсивную, чем у муравьев, имевших третий контакт через 30 дней после первого.
«Одна из гипотез заключается в том, что муравьи-листорезы снизили свою гигиеническую реакцию, чтобы избежать распространения нового патогена среди остальных членов колонии. Это связано с тем, что "очистительный альтруизм", при котором муравьи облизывают друг друга, чтобы избавиться от патогенов, также может привести к распространению новых микроорганизмов. Именно поэтому они были бы более осторожны со второй инфекцией, которая была совершенно новой для колонии», - объясняет Гоес.
Один из вопросов, который возник в ходе экспериментов, заключается в том, не является ли гигиеническое поведение просто реакцией муравьев на неизвестное вещество, которое не обязательно является патогенным. Чтобы проверить эту версию, исследователи в качестве контроля нанесли на пять колоний раствор, не опасный ни для муравьев, ни для грибков. Гигиеническая реакция была наименее интенсивной из всех экспериментов в 80 колониях, проанализированных в ходе исследования, что свидетельствует о том, что муравьи действительно распознают патогены и различают виды воздействия.
Одна из гипотез, выдвинутых исследователями, заключается в том, что социальный иммунитет, наблюдаемый в ходе исследования, может свидетельствовать о повышении эффективности удаления загрязняющих веществ, что положительно сказывается на выживаемости группы. Поскольку нет информации о том, как эти переменные реакции влияют на выживание муравьев, пока невозможно определить, действительно ли они представляют собой социальную иммунную память, но дальнейшие эксперименты могут проверить эту возможность.
«Лимонные листорезы адаптированы к открытым участкам леса, они предпочитают монокультуры и являются вредителями. Их чистящее поведение является одним из препятствий для их эффективного биологического контроля без использования химических инсектицидов. Понимание социального иммунитета листорезов может помочь в разработке более эффективных и экологически корректных мер борьбы», - заключает Гоес.
