Pierwsze badanie wykazało, jak zwierzę społeczeństwo aktywnie się reorganizuje, aby ograniczyć rozprzestrzenianie się wirusa choroba.
Ogólnie rzecz biorąc, wysoki populacja zagęszczenie populacji w danym regionie geograficznym jest najważniejszym czynnikiem przyczyniającym się do szybszego rozprzestrzeniania się choroby. Gdy populacja staje się gęsta, powoduje to przeludnienie, co z kolei prowadzi do pogorszenia warunków życia. Powoduje to wzrost współczynnika przenoszenia chorób, głównie na skutek częstych i bliskich kontaktów międzyosobniczych. Takie populacje stają się wylęgarnią czynników zakaźnych, takich jak wirusy i bakterie.
Kolonia mrówek
mrówki to organizmy, które rozwijają się niemal wszędzie lasy lub pustynie i żyją w dużych koloniach lub grupach. Wiadomo, że mrówki są bardzo towarzyskie i to jest to zachowanie daje im ogromną przewagę nad owadami czy zwierzętami żyjącymi samotnie. Kolonia mrówek jest podzielona na podgrupy w zależności od ich wieku i zadań, które każda z tych grup ma do wykonania. W kolonii występują głównie trzy rodzaje mrówek – królowe mrówek, samice, które są głównie „robotnicami”, oraz samce. Ich głównym celem jest przetrwanie, wzrost i reprodukcja. Zatem interakcje mrówek z innymi członkami kolonii nie są tak naprawdę przypadkowe, jak można by przypuszczać. Królowa mrówek jest najważniejsza, ponieważ tylko ona może składać jaja i jest jedynym członkiem kolonii mrówek, który może produkować nowych członków. „Młodsze” mrówki, zwane także „pielęgniarkami”, opiekują się potomstwem w centrum kolonii. Podczas gdy „starsze” mrówki zachowują się jak zbieracze, którzy podróżują i zbierają żywność z zewnątrz, dlatego starsze mrówki są bardziej narażone i podatne na działanie patogenów. Inwazja patogenów może spowodować rozprzestrzenienie się choroby i prawdopodobnie wyginięcie całej kolonii.
Badanie opublikowane w nauka pokazuje, że gdy patogen wnika do kolonii mrówek, mrówki modyfikują swoje zachowanie, aby chronić swoją kolonię przed zbliżającą się epidemią. Chronią swoją królową i całe potomstwo przed zarażeniem chorobą iw tym celu wypracowali interesujący „mechanizm obronny”. Ważnym aspektem tego mechanizmu jest „organizacja społeczna”, która ma miejsce w kolonii. Naukowcy z Austriackiego Instytutu Nauki i Technologii oraz Uniwersytetu w Lozannie przeprowadzili to badanie, używając systemu "kodów kreskowych", aby dokładnie śledzić i zrozumieć interakcje między mrówkami w kolonii w normalnych warunkach w porównaniu do sytuacji, gdy choroba się rozprzestrzenia. Umieścili cyfrowe markery na około 2260 mrówkach ogrodowych, a kamery na podczerwień rejestrowały obraz kolonii co pół sekundy. Ta metoda pozwoliła im śledzić i mierzyć ruch, a także pozycję każdego członka mrówki, a także ich interakcje społeczne w kolonii.
Mechanizm obronny mrówek
Aby zainicjować przenoszenie choroby, około 10 procent starszych mrówek lub zbieraczy zostało narażonych na kontakt z zarodnikami grzybów, które rozprzestrzeniały się bardzo szybko. Dokonano porównania kolonii mrówek przed i po ekspozycji na patogen. Najwyraźniej mrówki szybko zorientowały się w ich obecności grzybicze zarodniki i podzieliły się na grupy i zmieniły swoje wzajemne interakcje. Pielęgniarki kontaktowały się wyłącznie z pielęgniarkami, a zbieracze wyłącznie ze zbieraczami, a ich wzajemne interakcje były ograniczone. Cała kolonia mrówek zmieniła swoją reakcję, nawet te mrówki, które nie miały kontaktu z zarodnikami grzybów. Można to postrzegać jako środek zapobiegawczy, ponieważ zmniejsza ryzyko rozprzestrzeniania się choroby. Zastosowano technikę qPCR do ilościowego określenia liczby zarodników przenoszonych przez mrówkę, ponieważ zarodniki amplifikują docelową cząsteczkę DNA. Śledzono liczbę zarodników grzybów. Kiedy mrówki zmieniały swoje interakcje, układ zarodników grzybów również ulegał zmianom, co było zauważalne w odczytach.
Ciekawie było zobaczyć, że kolonia mrówek chroni swoich „cennych członków”, którzy mogą wnieść swój wkład – królową, pielęgniarki i młode robotnice – a ich przetrwanie ma ogromne znaczenie. Szczegółowy eksperyment dotyczący przeżycia wykazał, że każde obciążenie patogenem 24 godziny po pierwszej ekspozycji bezpośrednio koreluje ze śmiercią z powodu choroby i ma wysoką wartość korelacji. Śmiertelność była wysoka u mrówek starszych lub siepaczy niż pielęgniarek, a najcenniejszy członek – królowa mrówek – żył do końca.
Badanie to rzuca światło na dynamikę choroby z punktu widzenia mrówek, ponieważ wspólnie radzą sobie z prawdopodobnym ryzykiem rozprzestrzeniania się choroby. Ustalono, że interakcje społeczne między organizmami mają kluczowe znaczenie podczas rozprzestrzeniania się choroby. Badania nad mrówkami mogą pomóc nam zrozumieć procesy, które mogą mieć znaczenie dla innych grup społecznych organizmów. Musimy ocenić, jaki wpływ na ryzyko choroby i jakie odpowiednie środki kontroli można opracować. Dynamika całej populacji jest niezbędna, gdy brane są pod uwagę takie czynniki, jak immunologia, przenoszenie chorób i struktura populacji.
***
{Możesz przeczytać oryginalną pracę naukową, klikając link DOI podany poniżej na liście cytowanych źródeł}
Źródło (s)
Stroeymeyt N i in. 2018. Plastyczność sieci społecznościowych zmniejsza przenoszenie chorób u owadów eusocjalnych. nauka. 362 ust. 6417. https://doi.org/10.1126/science.aat4793
***
