Mrówki zmieniły sposób budowania gniazd, aby powstrzymać rozprzestrzenianie się chorób

Kiedy wśród robotnic pojawiają się chore mrówki, zaczynają budować bardziej odizolowane gniazda, co prawdopodobnie zmniejsza ryzyko infekcji w kolonii. Naukowcy, którzy dokonali odkrycia, uważają, że wyniki ich pracy wskazują na obecność „odporności architektonicznej” u zwierząt społecznych. To z kolei zapewnia wgląd w to, w jaki sposób można wykorzystać organizację przestrzenną w celu zmniejszenia ryzyka epidemiologicznego w społeczeństwach ludzkich.

Podobnie jak ludzie, owady społeczne — mrówki, termity, pszczoły i osy — żyją obok siebie. Są ze sobą w ciągłym kontakcie i w ten sposób wpływają na przenoszenie chorób zakaźnych. Owady żyją na ograniczonej przestrzeni, w zatłoczonych warunkach i przy dużym obciążeniu mikrobiologicznym. Wśród tych drobnoustrojów znajdują się patogeny, które mogą zniszczyć całą kolonię.

Jednakże w procesie ewolucji zwierzęta opracowały szereg strategii mających na celu powstrzymanie rozprzestrzeniania się chorób w kolonii. Na przykład niektóre gatunki mrówek zbierają żywicę drzewną, która ma właściwości przeciwdrobnoustrojowe, i przynoszą ją do mrowiska, aby chore osoby otrzymały „zbiorowe leczenie”.

Inne mrówki nauczyły się samodzielnie wytwarzać substancje przeciwdrobnoustrojowe. Dzieje się to w specjalnym gruczole na klatce piersiowej. Podczas pielęgnacji mrówki rozprowadzają po ciele owada „lekarstwo”, zapobiegając rozprzestrzenianiu się infekcji. Istnieją mrówki, które leczą swoich towarzyszy bez kontaktu (aby sami się nie zarazić), opryskując zarażonego osobnika płynem przeciwdrobnoustrojowym.

W 2024 roku naukowcy dowiedzieli się, że mrówki robotnice Camponotus floridanus amputują uszkodzone nogi swoim krewnym. Takie „operacje chirurgiczne” znacznie zmniejszają śmiertelność rannych owadów z powodu infekcji penetrujących ranę.

Grupa entomologów z Wielkiej Brytanii pod przewodnictwem Nathalie Stroeymeyt z Uniwersytetu w Bristolu odkryła inną strategię przetrwania mrówek. Podczas eksperymentów z czarnymi mrówkami ogrodowymi (Lasius niger) naukowcy odkryli, że jeśli niektóre owady zostały zarażone patogennym grzybem Metarhizium brunneum, zaczęły zmieniać sposób budowania gniazd, co prawdopodobnie powstrzymało rozprzestrzenianie się choroby. Naukowcy opisali to w artykule opublikowanym na stronie elektronicznego archiwum preprintów biologii bioRxiv.

Stroymate i jej koledzy umieścili dwie grupy 180 czarnych mrówek ogrodowych, a także larwy i poczwarki w pojemnikach wypełnionych ziemią i obserwowali, jak budują gniazda. Kamery wideo rejestrowały aktywność owadów na powierzchni, a tomografia komputerowa pokazała kształt gniazd, które mrówki „wykopały” w ziemi.

Dzień później do każdej grupy dodano 20 pracowników, którym wcześniej spryskano roztworem albo z grzybem chorobotwórczym wywołującym chorobę zakaźną, albo bez patogenu. Następnie naukowcy obserwowali budowę gniazd przez kolejne sześć dni.
Naukowcy odkryli, że gniazda grupy, do której wprowadzono zakażone robotnice, budowały mrówki, które były bardziej oddzielne i mniej ze sobą powiązane. Mrówki z tej grupy szybciej budowały gniazda, tworzyły więcej tuneli i wejścia bardziej od siebie oddalone niż mrówki ze zdrowej grupy. Oznacza to, że pierwsze owady w odpowiedzi na „adopcję” wśród nich chorych osobników wybrały taktykę „zmiany architektonicznej”, podczas gdy drugie owady nie zmieniły niczego w konstrukcji.

Ponadto naukowcy odkryli, że zarażone robotnice spędzały więcej czasu poza gniazdem, co oznaczało, że pracowały mniej. Może to wskazywać na jakąś formę samoizolacji owadów.

Teoretycznie tego rodzaju strategia powinna zmniejszyć częstotliwość kontaktu mrówek podczas ruchu, a tym samym zmniejszyć ryzyko infekcji. Jak zauważyli autorzy pracy naukowej, nie mają jeszcze bezpośrednich dowodów na to, że mrówki zmieniają sposób budowania gniazd, aby ograniczyć rozprzestrzenianie się chorób. Jednak modelowanie komputerowe wykazało, że te zmiany w architekturze gniazd ograniczają rozprzestrzenianie się chorób w kolonii o 5 do 10 procent.

W serwisie uważa się, że w naturze wiele innych gatunków mrówek przyjmuje podobną taktykę w odpowiedzi na choroby zakaźne. Ludzie mogą się od nich nawet czegoś nauczyć: na przykład zainspirować się do tworzenia nowych projektów, które mogą zmniejszyć ryzyko epidemiologiczne.