Муравьи заботятся о своих больных товарищах по гнезду по-разному, в зависимости от их собственного иммунного статуса. Когда они сами восприимчивы к опасным суперинфекциям, они используют другой метод ухода за больными членами колонии по сравнению с невосприимчивыми муравьями, таким образом защищая себя от инфекции. Это результат исследования исследовательской группы профессора Сильвии Кремер из Института науки и технологий Австрии (IST Austria) с первыми авторами Матиасом Конрадом и Кристофером Пуллом. Исследование было опубликовано сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences.
В своих колониях такие муравьи, как инвазивный садовый муравей Lasius ignoretus, живут в очень ограниченном пространстве. Это несет риск того, что болезни могут быстро распространиться и угрожать всей колонии. Сильвия Кремер и ее группа уже показали в предыдущих исследованиях, что муравьи вида Lasius rejectus отбиваются от патогенного грибка Metarhizium, интенсивно очищая и заботясь о членах колонии, чьи тела были заражены грибковыми спорами. В текущем исследовании Сильвия Кремер и ее группа рассмотрели вопрос о том, как заботливые муравьи защищают себя от инфекции.
Забота означает защиту и риск
У муравьев есть два способа заботиться о своих товарищах по гнезду: либо очищая их от патогенов, либо подвергая их химической дезинфекции. Однако обширный контакт между зараженными и заботливыми муравьями во время ухода может привести к передаче возбудителя, который часто вызывает инфекции низкого уровня у ухаживающего человека, которые не вызывают заболевания. Как показала исследовательская группа в предыдущем исследовании, такие низкоуровневые инфекции заботливых муравьев стимулируют их иммунную систему и могут привести к защитному эффекту от будущих инфекций, подобно ранней форме вакцинации, используемой людьми, называемой вариоляцией. Если этот муравей снова вступит в контакт с тем же патогеном в будущем, его защита от грибкового патогена уже активируется, и течение болезни будет легким. Однако в текущем исследовании исследовательская группа показала, что эта иммунизация, вызванная низкоуровневыми инфекциями, в отличие от современных вакцин у людей, имеет свою цену. Если муравей вступает в контакт со вторым, другим патогеном, он не только не защищен, но и становится еще более восприимчивым ко второму патогену, который впоследствии может вызвать очень пагубную суперинфекцию.
Гибкий уход защищает от суперинфекции
Хотя муравьи с инфекциями низкого уровня более восприимчивы к суперинфекциям, исследователи показывают, что эта измененная восприимчивость к болезням влияет на то, как муравьи заботятся о своих заразных товарищах по гнезду. Они продолжают оказывать помощь, но меняют методы, чтобы снизить риск заражения второй инфекцией. Это предотвращение риска является гибким и зависит от текущего иммунного статуса муравья. Если муравей защищен от патогена, потому что в настоящее время он иммунизирован, он ухаживает за зараженным соседом по гнезду больше, чем неиммунизированные муравьи. «Этот тесный контакт означает, что заботливый муравей подвергается воздействию большого количества грибковых спор от зараженных товарищей по гнезду, но менее восприимчив к ним из-за предшествующей иммунной стимуляции», - объясняет Сильвия Кремер..
Ситуация меняется, когда муравей сталкивается с товарищем по гнезду, переносящим патоген, к которому восприимчив заботливый муравей. Если у муравья развилась восприимчивость к патогену B из-за предыдущего заражения патогеном A, то он опрыскивает зараженного товарища по гнезду, несущего патоген B, муравьиной кислотой, чтобы нейтрализовать патоген. Это позволяет избежать необходимости ухода и тесного контакта, который связан с этим, предотвращая передачу патогенов и защищая ухаживающего муравья от суперинфекции.«Этот уход, направленный на предотвращение риска, улучшает и поддерживает здоровье ухаживающих животных и, следовательно, всей колонии. У людей медперсонал и врачи также обращают внимание на их иммунный статус, например, путем вакцинации перед входом в опасную зону. Важно отметить, что муравьи способны на эту настройку без необходимости в записях о прививках, на которые обычно полагаются люди», - объясняет Сильвия Кремер.
Маттиас Конрад и Кристофер Пулл - первые авторы исследования. Маттиас Конрад был аспирантом, которым руководила Сильвия Кремер с 2009 по 2014 год, и присоединился к IST Austria в 2010 году в качестве одного из первых аспирантов и оставался в течение одного года после получения докторской степени в качестве постдока в группе Кремера. Кристофер Пулл был аспирантом в группе Сильвии Кремер в IST Austria с 2012 по 2017 год, а сейчас является постдоком в Королевском университете Холлоуэя в Лондоне. Сильвия Кремер изучает социальную иммунную систему муравьев, чтобы узнать больше об эпидемиологии и динамике болезней в обществе.