Муравьи-плотники, зараженные специализированным паразитическим грибком, не подвергаются агрессии или изоляции от своих товарищей по гнезду, и они продолжают делиться пищевыми ресурсами колонии до тех пор, пока не покинут гнездо в последний раз, чтобы умереть, согласно исследование под руководством исследователей штата Пенсильвания.
Выводы показывают, что, хотя грибок смертелен для инфицированных особей, это всего лишь хроническое заболевание для колонии, которое не вызывает сильных защитных мер, которые, как считается, распространены в сообществах социальных насекомых. исследователи сказали.
Исследования показали, что грибковые патогены из рода Ophiocordyceps, известные как «грибок-зомби-муравей», контролируют поведение рабочих муравьев-плотников, заставляя их карабкаться по растительности и кусать жилки или края на нижней стороне листьев. Зараженные муравьи погибают, оставаясь после смерти прикрепленными к растительности. Там грибок растет и выпускает споры на лесную подстилку внизу, где они могут заразить других муравьев-фуражиров.
«Предыдущая работа предполагала, что сообщества насекомых защищают колонию с помощью социального иммунитета», - сказала ведущий автор Эмилия Сола Грасия, научный сотрудник с докторской степенью в области биологии, штат Пенсильвания. «Считалось, что во время социального взаимодействия рабочие муравьи обнаруживают инфекции у своих сверстников и проявляют к ним агрессию или удаляют их из гнезда..
Этому грибу, который эволюционировал вместе со своим хозяином, требуется от 14 до 21 дня, чтобы развиться в инфицированных особях, прежде чем заставить их покинуть гнездо и совершить свой последний поступок. Вопрос в том, изменяет ли патоген во время этого развития то, как инфицированные муравьи взаимодействуют с другими, или химические сигналы, которые они испускают, что позволяет товарищам по гнезду обнаруживать инфекцию? Такое обнаружение было бы оптимальным для колонии, поскольку инфицированные рабочие умирают рядом с кормовыми тропами, где грибок выделяет споры, заражающие других членов колонии».
Чтобы проверить гипотезу о том, что инфицированные особи распознаются здоровыми членами колонии, исследовательская группа изучила, подвергаются ли инфицированные рабочие муравьи нападениям со стороны товарищей по гнезду, проводят ли они больше или меньше времени в трофаллаксисе - социальном обмене пищей - и они пространственно отделены от других членов колонии внутри гнезда.
Исследователи собрали муравьев в лесных районах Южной Каролины и создали три колонии в лаборатории штата Пенсильвания, каждая из которых состоит из трех групп рабочих муравьев. Одна из трех групп была необработанной - здоровой, второй вводили питательную среду, содержащую паразитический грибок, а третья получала только питательную среду. Муравьи были отмечены уникальными точечными рисунками на голове, груди и желудке, чтобы можно было следить за отдельными особями с течением времени.
Они прикрепили модифицированную камеру GoPro, оснащенную как инфракрасным объективом, так и макрообъективом, поверх колоний, чтобы снимать записанное видео практически 24 часа в сутки.
Просматривая 1 240 часов видеоматериалов, исследователи, которые сообщили о своих выводах в онлайн-журнале PLOS ONE, не увидели никаких нападений на людей, которым инъецировали грибок, и не обнаружили существенной разницы в распределении пищи между инфицированными и неинфицированными. лица.
Команда обнаружила, что инфицированные особи проводят значительно больше времени внутри у входа в гнездо и проводят больше времени вне гнезда, чем здоровые рабочие.
«Возможно, проведение большего количества времени вне гнезда является ранним сигналом грибковой манипуляции, которая в конечном итоге требует от хозяина покинуть гнездо для размножения грибка», - сказала Сола Грасия.«Но самым важным открытием является то, что этот совместно эволюционировавший паразит, по-видимому, не оказывает прямого влияния на социальную динамику внутри колонии».
В совокупности эти результаты показывают, что здоровые люди не обнаруживают паразита внутри своих товарищей по гнезду, по словам старшего автора Дэвида Хьюза, доцента энтомологии и биологии.
«Неспособность колонии обнаруживать зараженных особей позволяет грибу развиваться внутри колонии, получая при этом пищу и защиту от естественных врагов, которые могут повредить или убить муравья-хозяина до того, как паразит завершит свое развитие», - сказал он. «Основываясь на наших наблюдениях и биологии грибка, мы предполагаем, что возбудитель является хроническим паразитом колонии, способным выживать, не вызывая сильной поведенческой защиты в обществе - короче говоря, паразит способен летать незаметно. обороны колонии."