Друштва мрава се понашају као чврсто интегрисани „суперорганизми“, где хиљаде појединаца раде заједно на начин који подсећа на координисану активност ћелија у телу. Истраживачи са Института за науку и технологију Аустрије (ИСТА) открили су да легло смртно болесних мрава ослобађа карактеристичан мирис, сличан начину на који заражене телесне ћелије шаљу сигнале узнемирености. Овај мирис делује као рано упозорење које помаже колонији да брзо открије и елиминише инфекције пре него што се шире. Налази су објављени у Натуре Цоммуницатионс.
Код многих друштвених животиња, појединци често крију знаке болести како би избегли да их група гурне у страну. Пупе мрава иду сасвим другачијим путем. Када се суоче са инфекцијом коју не могу да преживе, они производе хемијски аларм који упозорава своје пријатеље из гнезда на опасност коју представљају.
Раднички мрави реагују на сигнал упозорења
Чим мрави радници открију овај сигнал, брзо се крећу. Они отварају чахуру заражене лутке, праве мале резове на њеној спољној површини и примењују мрављу киселину, природно антимикробно једињење које производе сами радници. Овај третман убија патогене који расту унутар лутке, али такође доводи до смрти лутке.
„Оно што се на први поглед чини самопожртвовањем је, у ствари, корисно и за сигнализатора: штити своје гнездо, са којима дели много гена. Упозоравајући колонију на њихову смртоносну инфекцију, смртно болесни мрави помажу колонији да остане здрава и ствара колоније кћери, што индиректно преноси на гене сигнала прве генерације, Ерика, објашњава први ген. и бивши постдоктор у истраживачкој групи Социал Иммунити на челу са Силвиом Цремер у ИСТА.
Истраживање, спроведено са хемијским екологом Томасом Шмитом са Универзитета у Вирцбургу у Немачкој, по први пут документује овај облик алтруистичке сигнализације болести код друштвених инсеката. Без таквог система упозорења, умирући мрав би могао постати веома заразан и угрозити целу колонију. Раним сигнализирањем свог стања, неизлечиво болесни омогућавају колонији да отклони претњу пре него што она ескалира.
Зашто се колоније мрава ослањају на екстремну сарадњу
У размерама колоније, мрави функционишу као „суперорганизам“, где различити чланови преузимају улоге неопходне за опстанак групе. Краљице се фокусирају на репродукцију, док радници управљају свиме, од храњења до одржавања гнезда и здравствене заштите. Ово одражава поделу рада у људском телу, где репродуктивне ћелије стварају потомство, а друге ћелије обављају свакодневне биолошке задатке.
И организми и суперорганизми зависе од блиске сарадње репродуктивних и нерепродуктивних компоненти. Код мрава је ова сарадња толико опсежна да укључује понашања која имају користи за колонију чак и по цену појединца, као што је жртвовање смртно зараженог легла.
Зашто је потребан сигнал раног упозорења
Природно је питање зашто су мрави развили тако софистицирани алармни систем ако болесне особе могу једноставно да се уклоне. Кремер објашњава: „Одрасли мрави који се приближавају смрти напуштају гнездо да умру изван колоније. Слично, радници који су били изложени спорама гљивица практикују социјално дистанцирање.“ Међутим, ова опција је недоступна за легло, које се не може самостално кретати. Као и заражене ћелије у телу, њима је потребна помоћ споља.
Кукулице и ћелије тела у развоју се суочавају са сличним изазовима и користе сличне стратегије. Оба ослобађају хемијске знакове који привлаче или имуне ћелије или мраве раднике, омогућавајући овим помагачима да уклоне потенцијалне изворе инфекције. Имунолози овај знак називају сигналом „нађи ме и поједи ме“.
„Сигнал мора бити и осетљив и специфичан“, додаје Кремер. „Требало би да помогне да се идентификују све терминално болесне лутке мрава, али да буду довољно прецизни да се избегне покретање распакивања здравих кукуљица или оних које су способне да превазиђу инфекцију сопственим имунолошким системом. Ово поставља питање како се постиже таква прецизност.
Како инфекција мења мирис кукуљице
Шмит, чији се рад фокусира на хемијску комуникацију код друштвених инсеката, напомиње да радници могу циљати само једну болесну лутку међу многима. „То значи да мирис не може једноставно да се шири кроз комору гнезда, већ мора бити директно повезан са оболелом лутком. Сходно томе, сигнал се не састоји од испарљивих једињења, већ се уместо тога састоји од неиспарљивих једињења на површини тела кукуљице.“
Две компоненте природног мирисног профила мрава постају јаче када је лутка смртно заражена. Да би тестирали да ли ова промена мириса сама по себи изазива одговор на дезинфекцију, истраживачи су пренели измењени мирис на здраве лутке и пратили понашање радника.
„Извукли смо мирис из сигналних лутки и применили га на здраво легло“, каже Кремер. Резултати су показали да је сам мирис био довољан да натера раднике да распакују третиране лутке, показујући да измењени мирис терминално зараженог легла функционише на исти начин као и сигнал „нађи ме и поједи ме“ који се види у зараженим телесним ћелијама.
Зашто само одређене лутке шаљу упозорење
Према Досону, не шаље сво легло овај сигнал за узбуну. „Куљице краљице, које имају јачу имунолошку одбрану од луткица радника и које могу саме да ограниче инфекцију, нису примећене да емитују овај сигнал упозорења колонији“, објашњава она. Радничке лутке, међутим, нису имале ову способност и сигнализирале су помоћ.
Сигнализирајући само када се инфекција не може контролисати, легло осигурава да колонија реагује само на стварне претње. Ово спречава непотребан губитак појединаца који су још увек способни да се опораве. Кремер закључује: „Ова прецизна координација између нивоа појединца и колоније је оно што чини ову алтруистичку сигнализацију болести тако ефикасном.“
Информације о студијама на животињама
Да бисмо боље разумели фундаменталне биолошке процесе, као што су они у бихејвиоралној биологији, имунологији или генетици, неопходна су истраживања која укључују животиње. Ниједна друга метода, укључујући ин силицо приступе, не може у потпуности заменити ове студије. Све животиње коришћене у експериментима су сакупљене, одгајане и са њима се рукује у складу са строгим законским прописима.
