Όταν κατεβείτε με ένα κρύο ή τη γρίπη, μπορείτε να επιλέξετε να κρατήσετε την απόσταση σας από άλλους ανθρώπους, για να τους αποφύγετε μια παρόμοια ορμητική μοίρα - και με τη σειρά τους θα μπορούσαν να αποστασιοποιηθούν από σας. Σύμφωνα με μια νέα μελέτη, οι άνθρωποι δεν είναι μόνοι στις προσπάθειές τους να απομονώσουν τους άρρωστους. Με την παρουσία μεταδοτικών παθογόνων οργανισμών, τα ταπεινά μυρμήγκια κήπων μπορούν επίσης να αλλάξουν τη συμπεριφορά τους για να διατηρήσουν τα μολυσμένα ζώα μακριά από άλλα μέλη της αποικίας.
Τα μυρμήγκια είναι κοινωνικά πλάσματα. Ζουν σε μεγάλες ομάδες, επικοινωνούν και συνεργάζονται μεταξύ τους για να διασφαλίσουν ότι η αποικία λειτουργεί όπως πρέπει. Επειδή συχνά βρίσκονται σε στενή επαφή, τα μυρμήγκια είναι επίσης ευάλωτα σε μεταδοτικές ασθένειες. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα μυρμήγκια είναι σε θέση να κρατούν την ασθένεια στον κόλπο μέσω ενός αριθμού μηχανισμών υγιεινής, όπως η αφαίρεση σκουπιδιών και των σωμάτων νεκρών μελών αποικιών από τις φωλιές τους. Οι επιστήμονες υποψιάστηκαν ότι τα έντομα θα μπορούσαν επίσης να τσιμπήσουν την κοινωνική τους συμπεριφορά για να μειώσουν την εξάπλωση των λοιμώξεων, αλλά αυτή η υπόθεση ήταν μέχρι πρόσφατα δύσκολο να αποδειχθεί.
«Οι αποικίες των μυρμηγκιών έχουν εκατοντάδες άτομα», εξηγεί ο Nathalie Stroeymeyt, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Λωζάννης της Ελβετίας, ο οποίος μελετά τη συλλογική συμπεριφορά στις αποικίες μυρμηγκιών. "Μέχρι τώρα, δεν υπήρχε απλώς η τεχνική μεθοδολογία για τη μέτρηση των αλληλεπιδράσεών τους σε επίπεδο αποικιών σε παρατεταμένες χρονικές περιόδους".
Ευτυχώς, ένα αυτοματοποιημένο σύστημα παρακολούθησης που αναπτύχθηκε από Ελβετούς ερευνητές το 2013 έδωσε στη Stroeymeyt και στους συναδέλφους της λεπτομερή ματιά στο πώς συμπεριφέρονται 22 εργαστηριακά αποικίες μυρμηγκιών όταν η ασθένεια διεισδύει στη μέση τους. Η ομάδα κόλλησε μικροσκοπικούς 2D γραμμωτούς κώδικες πάνω στους θώρακες των μυρμηγκιών, που έδωσαν σε κάθε έντομο ένα μοναδικό αναγνωριστικό - "ακριβώς όπως ένας κώδικας QR", λέει ο Stroeymeyt. Μια κάμερα τοποθετημένη πάνω από τα περιβλήματα των μυρμηγκιών έσπασε δύο εικόνες κάθε δευτερόλεπτο και ένας αλγόριθμος ανίχνευσε και κατέγραψε τη θέση κάθε γραμμωτού κώδικα δίνοντας στους ερευνητές πληθώρα δεδομένων σχετικά με τις κινήσεις των μυρμηγκιών.
Για τέσσερις ημέρες, η ομάδα άφησε τα μυρμήγκια να τρέχουν στο περίβλημα τους αδιατάρακτα. Όπως και με τις αποικίες στην άγρια φύση, μερικά από τα μυρμήγκια δούλευαν έξω από τη φωλιά για να φουσκώσουν για φαγητό, ενώ άλλα - όπως η βασίλισσα και οι "νοσηλευτές" που τείνουν στην αναπτυσσόμενη γεννήτρια - έμειναν μέσα στη φωλιά. Την πέμπτη μέρα, οι ερευνητές εξέθεσαν μερικά, αλλά όχι όλα, τους κτηνοτρόφους από 11 αποικίες στο μύκητα Metarhizium brunneum, το οποίο απαντάται συχνά στο έδαφος των ενδιαιτημάτων των μυρμηγκιών κήπων και είναι γνωστό ότι τα αρρωσταίνουν. Οι βοσκότοποι από τις άλλες 11 αποικίες υποβλήθηκαν σε θεραπεία με ένα καλοήθη διάλυμα, για να χρησιμεύσουν ως ομάδα ελέγχου.
Βασικά, προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι ο μύκητας Μ. Brunneum διαρκεί τουλάχιστον 24 ώρες για να μολύνει τα μυρμήγκια, γεγονός που με τη σειρά του έδωσε στους ερευνητές χρόνο να παρατηρήσουν τα έντομα πριν είναι πραγματικά άρρωστοι.
«Θέλαμε να επικεντρωθούμε σε αυτήν την περίοδο ... έτσι ώστε να μπορούμε να διακρίνουμε την ενεργό αντίδραση των ίδιων των μυρμηγκιών από τις παρενέργειες της ασθένειας ή του χειρισμού των παρασίτων» εξηγεί ο Stroeymeyt.
Γράφοντας στο επιστημονικό περιοδικό Science, οι ερευνητές αποκαλύπτουν ότι όταν οι βοσκοί βυθίστηκαν στο περίβλημα τους, τα μολυσμένα μυρμήγκια πέρασαν περισσότερο χρόνο έξω από τη φωλιά, πράγμα που σημαίνει ότι είχαν λιγότερη επαφή με τα πιο πολύτιμα μέλη της αποικίας: τη βασίλισσα, των αυγών της αποικίας και των εσωτερικών εργαζομένων, οι οποίοι είναι νεότεροι από τους κακοποιούς και επομένως έχουν περισσότερες ώρες να συμβάλουν στην αποικία. (Τα παλαιότερα μυρμήγκια είναι επιφορτισμένα με επικίνδυνες θέσεις εργασίας ψαρέματος έξω από τη φωλιά γιατί, όπως το θέτει ο Stroeymeyt, θα πεθάνουν ούτως ή άλλως).
Αλλά η ουσία της μελέτης έγκειται στην ανακάλυψη ότι τα μολυσμένα μυρμήγκια δεν ήταν τα μόνα που άλλαζαν τη συμπεριφορά τους. Οι κτηνοτρόφοι που δεν είχαν εκτεθεί στον μύκητα αύξησαν επίσης το χρόνο που αφιερώνεται μακριά από τη φωλιά. Και οι νοσηλευτές μέσα στη φωλιά μετακόμισαν τους νέους πιο προς τα μέσα και πέρασαν περισσότερο χρόνο μαζί τους, που "μπορούσαν να θεωρηθούν ως χωρική απομόνωση από τους βομβαρδιστές", λέει ο Stroeymeyt.
Πώς γνώριζε η αποικία να πηγαίνει σε δράση πρόληψης της νόσου πριν τα μύκητα μολύνουν μάλιστα κάποιους σκύλους; Οι ερευνητές δεν είναι βέβαιοι, αλλά η έντονη μυρωδιά των μυρμηγκιών μπορεί να είναι καθοριστική. Τα μυρμήγκια σκοτώνουν γύρω με τις κεραίες τους, οι οποίες είναι συνεχώς αγγίζουν και δειγματοληψία του περιβάλλοντος των εντόμων. Είναι εξ ολοκλήρου εφικτό, σύμφωνα με τον Stroeymeyt, ότι ένα μυρμήγκι θα ήταν σε θέση να ανιχνεύσει έναν τρωκτικό μύκητα σε ένα από τα μέλη της αποικίας του, εξίσου εύκολα όπως θα μπορούσε να μυρίσει ένα παθογόνο στο σώμα του.
Γιατί οι μη μολυσμένοι κτηνοτρόφοι μείωσαν επίσης τον χρόνο που αφιερώνεται στη φωλιά είναι μια άλλη ενδιαφέρουσα ερώτηση. Ως πρώτη γραμμή επαφής με τους συντρόφους τους σύντομα, μπορεί να έχουν κατά κάποιον τρόπο γνωστό ότι μένουν μακριά από σημαντικά μέλη της αποικίας. Αλλά είναι επίσης πιθανό, αφού έχουν εντοπίσει παθογόνους παράγοντες στους συναδέλφους τους, απλώς πέρασαν περισσότερο χρόνο στη θεραπεία των μολυσμένων εργαζομένων έξω από τη φωλιά. Τα μυρμήγκια παράγουν μυρμηκικό οξύ μέσω ενός αδένα στην άκρη του γκαζιού τους ή της κοιλιάς. Μπορούν να σκοτώσουν μυκητιακά σπόρια ο ένας στον άλλο, παίρνοντας μυρμηκικό οξύ στο στόμα τους και γλείφουν τα σώματα των παθογόνων φίλων τους.
Παρόλο που οι ερευνητές κατέγραψαν λιγότερες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των εργολάβων και των εσωτερικών εργαζομένων, η επαφή δεν έπαυσε τελείως - και αυτό οδήγησε σε μια ακόμη ενδιαφέρουσα αποκάλυψη. Όταν χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις για να διαμορφώσουν τον τρόπο με τον οποίο οι παθογόνοι μύκητες εξαπλώθηκαν σε ολόκληρη την αποικία σε σχέση με τις μεταβολές του κοινωνικού δικτύου των μυρμηγκιών, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η πιθανότητα της βασίλισσας και των νοσοκόμων να λάβουν ένα δυνητικά θανατηφόρο φορτίο του μύκητα μειώθηκε, αυτά τα σημαντικά μυρμήγκια που έλαβαν χαμηλό φορτίο ανέβηκαν.
"Αυτό είναι παρόμοιο με την ανοσοποίηση ή τον εμβολιασμό στον άνθρωπο" εξηγεί ο Stroeymeyt. "Αυτές οι χαμηλές δόσεις δεν οδηγούν σε θνησιμότητα, αλλά επιτρέπουν στο μυρμήγκι να αναπτύξει κάποιο είδος προστασίας από μεταγενέστερη έκθεση με τον ίδιο παθογόνο παράγοντα. Αυτό [το εύρημα] είναι επίσης κάτι πολύ νέο. "
Προχωρώντας προς τα εμπρός, ο Stroeymeyt σχεδιάζει να διερευνήσει πώς οι παθογόνοι παράγοντες προκαλούν κοινωνικές αλλαγές στις άγριες αποικίες μυρμηγκιών, οι οποίες μπορούν να ανέλθουν στις εκατοντάδες χιλιάδες. υποπτεύεται ότι ο διαχωρισμός μεταξύ εσωτερικών και εξωτερικών εργαζομένων μπορεί να είναι ακόμη πιο έντονος σε αυτές τις μεγάλες ομάδες.
Ο Megan Frederickson, αναπληρωτής καθηγητής οικολογίας και εξελικτικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη, καλεί τα συμπεράσματα των ερευνητών "ένα μυθιστόρημα και συναρπαστικό εύρημα" που προκαλείται από "μεθόδους αιχμής". Προσθέτει ότι παρόμοια τεχνολογία μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να μελετήσουν αν τα μυρμήγκια αλλάζουν επίσης τα κοινωνικά τους δίκτυα για να μεταδώσουν τα οφέλη των μικροβίων μεταξύ τους. Και ο Frederickson σκέφτεται ότι «η σπουδαιότητα [της μελέτης] υπερβαίνει τα μυρμήγκια».
«Αναρωτιέμαι», λέει, «πόσο συχνά άλλα κοινωνικά ζώα αναδιοργανώνουν τα δίκτυά τους για να περιορίσουν την εξάπλωση της νόσου».
