Når du kommer ned med en forkølelse eller influenza, kan du vælge at holde din afstand fra andre mennesker for at skåne dem for en lignende sniffly skæbne - og de kan muligvis undgå dig. Ifølge en ny undersøgelse er mennesker ikke alene i deres bestræbelser på at binde syge. I nærværelse af smitsomme patogener kan ydmyge havermyrer også ændre deres opførsel for at holde forurenede critters væk fra andre medlemmer af kolonien.
Myrer er sociale væsener. De bor i store grupper og kommunikerer og samarbejder med hinanden for at sikre, at kolonien fungerer som den skal. Fordi de ofte er i tæt kontakt, er myrer også sårbare over for smitsomme sygdomme. Undersøgelser har vist, at myrer er i stand til at holde sygdom i skak ved hjælp af en række hygiejniske mekanismer, som at fjerne affald og ligene af døde kolonimedlemmer fra deres reder. Videnskabsmænd mistænkte, at insekterne muligvis også kunne finjustere deres sociale opførsel for at mindske spredningen af infektioner, men denne hypotese var indtil for nylig svært at bevise.
”Myrekolonier har hundreder af individer, ” forklarer Nathalie Stroeymeyt, en postdoktoral forsker ved University of Lausanne i Schweiz, der studerer kollektiv adfærd i myrkolonier. ”Indtil nu var der bare ikke den tekniske metode til at måle deres interaktioner på koloniniveau over længere tid.”
Heldigvis lader et automatiseret sporingssystem, der blev udviklet af schweiziske forskere i 2013, Stroeymeyt og hendes kolleger få et detaljeret kig på, hvordan 22 lab-opdrættede maurkolonier opfører sig, når sygdommen perkolererer i deres midte. Holdet limede små 2D-stregkoder på myrenes thorax, hvilket gav hvert insekt en unik identifikation - "ligesom en QR-kode, " siger Stroeymeyt. Et kamera placeret over myrenes indhegninger knækkede to billeder hvert sekund, og en algoritme opdagede og registrerede placeringen af hver stregkode, hvilket gav forskerne et væld af data om myrenes bevægelser.
I fire dage lod holdet myrerne ryste rundt i deres indhegning uforstyrret. Som med kolonier i naturen, arbejdede nogle af myrer uden for reden for at fodre til mad, mens andre - som dronningen og "sygeplejersker", der har tendens til at udvikle stamtavlen - forblev inde i reden. På den femte dag udsatte forskerne nogle, men ikke alle, foragers fra 11 kolonier for svampen Metarhizium brunneum, som ofte findes i jorden i haven myrer habitater og er kendt for at gøre dem syge. Foragers fra de andre 11 kolonier blev behandlet med en godartet opløsning for at tjene som en kontrolgruppe.
Af afgørende betydning har tidligere undersøgelser vist, at M. brunneum- svampen tager mindst 24 timer for at inficere myrer, hvilket igen gav forskerne tid til at observere insekterne, før de faktisk var syge.
"Vi ønskede at fokusere på [denne] periode ... så vi kunne skelne myrenes aktive reaktion fra bivirkninger af sygdom eller parasitmanipulation, " forklarer Stroeymeyt.
Når de skriver i tidsskriftet Science, afslører forskerne, at da foragerne blev sat tilbage i deres indhegning, brugte de forurenede myrer mere tid uden for reden, hvilket betyder, at de havde mindre kontakt med koloniens mest værdifulde medlemmer: dronningen, der lægger alle af koloniens æg og de indendørs arbejdstagere, der er yngre end fodgængerne og derfor har flere timer på at bidrage til kolonien. (Ældre myrer får til opgave at risikere at falske job uden for reden, fordi de, som Stroeymeyt på en klar måde udtrykker det, "vil dø uanset hvad.")
Men kernen i undersøgelsen ligger i opdagelsen af, at de forurenede myrer ikke var de eneste, der ændrede deres opførsel. Foragers, der ikke var blevet udsat for svampen, øgede også mængden af tid, der blev brugt væk fra reden. Og sygeplejerskerne inde i reden flyttede de unge længere indad og brugte mere tid på at overlappe dem, hvilket ”kunne ses som en rumlig isolering fra fodgængere, ” siger Stroeymeyt.
Hvordan vidste kolonien at springe ind i sygdomsforebyggende handling, før svampesporerne endda havde inficeret visse foderbakker? Forskerne er ikke sikre, men myrenes ivrige lugtesans kan være nøglen. Myrer snuser rundt med deres antenner, som konstant rører ved og prøver på insektenes omgivelser. Ifølge Stroeymeyt er det fuldstændigt muligt, at en myr ville være i stand til at opdage en svedende svamp på et af dens kolonimedlemmer, lige så let som den ville kunne lugte et patogen i sin egen krop.
Hvorfor ikke-kontaminerede foderbearbejdere også reducerede mængden af tid brugt i reden er et andet interessant spørgsmål. Som den første kontaktlinje med deres snart syge arbejdskammerater, har de måske på en eller anden måde kendt for at holde sig væk fra vigtige kolonimedlemmer. Men det er også muligt, at de, efter at have opdaget patogener på deres kolleger, brugte mere tid på at behandle de forurenede arbejdere uden for reden. Myrer producerer myresyre gennem en kirtel på spidsen af deres gaster eller mave; de kan dræbe svampesporer på hinanden ved at samle myresyre i munden og slikke deres kropsbelastede krops kroppe.
Selvom forskerne registrerede færre interaktioner mellem foragers og indearbejdere, ophørte kontakten ikke helt - og dette førte til endnu en interessant åbenbaring. Da de brugte simuleringer til at modellere, hvordan svampepatogener spredte sig gennem kolonien i lyset af myrenes sociale netværksændringer, fandt forskerne, at sandsynligheden for, at dronningen og sygeplejerskerne får en potentielt dødelig belastning af svampen faldt, men sandsynligheden for disse vigtige myrer, der modtog en lav belastning, steg op.
"Det svarer til immunisering eller vaccination hos mennesker, " forklarer Stroeymeyt. ”Disse lave doser fører ikke til dødelighed, men de giver myren mulighed for at udvikle en slags beskyttelse mod senere eksponering med den samme patogen. At [finde] er også noget, der er ret nyt. ”
Fremover planlægger Stroeymeyt at undersøge, hvordan patogener udløser sociale ændringer i vilde myrkolonier, som kan antallet af hundreder af tusinder; hun har mistanke om, at adskillelsen mellem indendørs og udendørs arbejdstagere måske er endnu mere udtalt i disse store grupper.
Megan Frederickson, lektor i økologi og evolutionær biologi ved University of Toronto, som ikke var involveret i den nye undersøgelse, kalder forskernes konklusioner "en ny og spændende fund", der er skabt af "banebrydende metoder." Hun tilføjer, at lignende teknologi kan hjælpe forskere med at undersøge, om myrer også ændrer deres sociale netværk for at overføre gavnlige mikrober til hinanden. Og Frederickson mener, at "betydningen [af undersøgelsen] endda går ud over myrer."
”Jeg spekulerer på, ” konstaterer hun, ”hvor ofte andre sociale dyr omorganiserer deres netværk for at begrænse spredningen af sygdom.”
