У світі соціальних видів тварин, індивід, що захворів, часто віддаляється від своєї спільноти, аби не наражати на небезпеку родичів. Проте, у світі мурах, особливо їхніх лялечок, цей механізм набуває надзвичайної, навіть жертовної форми. Нещодавні дослідження австрійських науковців розкрили унікальну стратегію виживання колонії – самопожертву інфікованих лялечок, які, не маючи змоги рухатися, віддають своє життя заради загального добробуту гнізда.
Таємничий аромат смерті та порятунку
Дослідники з Інституту науки і технологій Австрії (ISTA), що є одним із провідних дослідницьких центрів у цій європейській країні, зробили дивовижне відкриття. Коли лялечка мурахи заражена невиліковною інфекцією, вона виділяє особливий запах, який можна виявити виключно на зовнішній стороні її кокона. Мурахи-робітники, які є невіддільною частиною будь-якої мурашиної колонії та виконують різноманітні функції від пошуку їжі до захисту гнізда, під час інспекції лялечок розпізнають цей специфічний аромат. Виявивши його, вони починають розпаковувати кокон, а потім створюють маленькі отвори в тілі лялечки, кусаючи її. Наступним кроком вони дезінфікують заражену лялечку мурашиною кислотою – потужною антимікробною отрутою, яку самі виробляють. Ця кислота, що є природною сполукою і активно використовується мурахами для захисту та знезараження, не тільки видаляє будь-які сліди інфекції, але й призводить до загибелі лялечки.
Еріка Доусон, одна з авторів дослідження з ISTA, пояснює цей феномен: “Те, що на перший погляд здається самопожертвою, насправді також є вигідним для сигнальника. Це захищає його родичів по гнізду, з якими він ділить багато генів. Попереджаючи колонію про свою смертельну інфекцію, смертельно хворі мурахи допомагають колонії залишатися здоровою і виробляти дочірні колонії, що опосередковано передає гени сигнальника наступному поколінню”. Цей механізм є яскравим прикладом еволюційної адаптації, що забезпечує збереження виду.
Мурашина колонія – це суперорганізм
Це відкриття значною мірою підтверджує ідею про функціонування мурашиної колонії як суперорганізму. У біології суперорганізм – це колекція індивідів, які функціонують як єдина соціальна одиниця, де кооперація і спеціалізація праці дуже високі. У цьому контексті окремі мурахи діють подібно до клітин у нашому тілі. Дослідники порівнюють мурах-робітників, які здійснюють процес дезінфекції, з нашими власними імунними клітинами, що приваблюються до хворих клітин хімічними сигналами. Імунологи називають цей процес “сигналом «знайди мене і з’їж мене»”.
Щоб перевірити своє відкриття, науковці ISTA у співпраці з Томасом Шміттом з Вюрцбурзького університету – знаного німецького вищого навчального закладу з довгою історією наукових досягнень – провели експеримент. Вони перенесли молекули запаху від хворих лялечок мурах на кокони здорових. І, як і очікувалося, мурахи-робітники знищили лялечки, що пахли хворобою, підтверджуючи ефективність цього дивовижного хімічного сигналу.
Цікаво, що дослідники виявили, що лише лялечки мурах-робітників випромінювали цей сигнал «знайди мене і з’їж мене». Лялечки ж мурах-маток цього запаху не виділяли, адже, за припущенням науковців, вони мають сильнішу імунну систему і краще могли б пережити інфекцію. Це ще раз підкреслює диференціацію ролей та захисних механізмів усередині колонії.
Ширший контекст альтруїстичної поведінки
Це дослідження гармонійно доповнює інше відкриття, зроблене раніше цього року, згідно з яким мурахи, інфіковані грибковими спорами, починали дотримуватися соціальної дистанції від інших мурах у гнізді, доходячи до того, що будували окремі входи до гнізда та тунелі. Також давно відомо, що мурахи, які наближаються до кінця свого життя, віддаляються від гнізда, щоб померти – процес, відомий як “термінальний альтруїзм”, коли індивід жертвує собою або своєю безпекою заради виживання групи.
Цю нову роботу, що була опублікована в авторитетному журналі Nature Communications, науковці назвали “Альтруїстична сигналізація хвороб у мурашиних колоніях”. Вона продовжує розкривати складний та захопливий світ мурах, показуючи їхню здатність до надзвичайної самоорганізації та самопожертви в ім’я колективного виживання.
