Тот, кто победит в соревновании, во многом зависит от противника, с которым он столкнулся, но роль среды, в которой происходит сражение, также не следует недооценивать. В спорте некоторые лыжники выигрывают от обледенения заснеженных площадок, а некоторые теннисисты слабее играют на песке, чем на траве. Точно так же в нашем организме иммунная система создает среду для конкуренции между несколькими патогенами, которые заражают нас одновременно.
Давно известно, что иммунный ответ может искажать результат конкуренции конкурирующих патогенов, поскольку он может воздействовать на один патоген больше, чем на другой. Профессор Сильвия Кремер и ее команда из Института науки и технологии (IST Austria) теперь могут представить первые доказательства того, что не только иммунная система человека-хозяина формирует конкурентный результат коинфицирования патогенами внутри тела насекомого, но и то, что социальный контекст может иметь аналогичный эффект.
Выживает самый быстрый
Одиночные виды должны бороться с болезнями в одиночку. Напротив, в группах социальных видов, включая пчел, муравьев или термитов, товарищи по гнезду часто помогают зараженному человеку, обеспечивая санитарный уход, тем самым создавая среду «социального иммунитета». Группа Кремера обнаружила, что помимо иммунной системы отдельного хозяина санитарная забота, оказываемая муравьями членам их колонии, подвергшимся воздействию грибка, модулирует конкуренцию патогенов внутри тела хозяина, изменяя успешность роста патогена после заражения.
Испытывая ряд различных комбинаций патогенов, команда Кремера обнаружила, что один из видов грибковых патогенов, который очень успешно побеждал в соревнованиях у индивидуально выращенных муравьев, был гораздо менее успешным, когда муравьи выращивались вместе со здоровыми членами колонии. Исследователи обнаружили, что эта предвзятость, вызванная уходом за соседями по гнезду, не была вызвана избирательным уходом за одним видом патогена над другим. Скорее споры грибов проявляли различную восприимчивость к уходу муравьев: споры, которые быстро попадают в тело своего хозяина, оказались менее восприимчивыми к уходу, чем споры, которым требуется больше времени для проникновения на поверхность тела. Из-за более медленной, так называемой, скорости прорастания соответствующий патоген дольше подвергался воздействию муравьиного ухода, чем более слабый конкурент.
Профессор Сильвия Кремер резюмирует: «Если для прорастания одного вида патогенов требуется больше времени, это оставляет муравьям больше времени и увеличивает их шансы избавиться от него. Следовательно, быстрое прорастание сокращает временное окно, в течение которого муравьи могут выполнить успешную санитарную обработку, и может сместить баланс в пользу победы в соревновании с более медленно прорастающими видами патогенов?"
Социальная забота лучше самоочищения
Возбудители рода Metarhizium заражают насекомых, прикрепляясь к поверхности тела их хозяев в виде спор, и начинают прорастать. Проросшие споры образуют пробкообразную структуру, которая вырабатывает как сдавливающие, так и литические ферменты, разрушающие поверхность тела хозяина. Затем они превращаются в хозяина, размножаются, убивают хозяина токсинами и выращивают миллионы новых спор, которые вызывают следующий раунд инфекций. Уход помогает муравьям эффективно предотвращать эти инфекции.
Первый автор и постдоктор IST в Австрии Барбара Милутинович объясняет: «Муравьи используют свой ротовой аппарат, чтобы выщипывать инфекционные споры с поверхности тела своих товарищей по гнезду. Такой социальный аллоггруминг намного эффективнее, чем уход за собой, поскольку некоторые части тела невозможно добраться самостоятельно - как мы все знаем из собственного опыта, когда пытаемся почесать зудящее место на собственной спине.«Как обнаружила группа Кремера, в присутствии сородичей, занимающихся уходом за собой, такое социальное аллогруминг может вызвать сдвиг в сообществе патогенов внутри хозяина - и, таким образом, изменить исход заболевания.