Кредит: Unsplash/CC0 Public Domain
Насекомое откусывает ногу другому насекомому. Это хищническое поведение, агрессия, защита, конкуренция или что-то еще? В случае с муравьями-плотниками это делается на благо ампутанта и на благо колонии.
Исследование, проведенное в июле 2024 года в Университете Лозанны, показало, что муравьи-плотники (Camponotus floridanus) выполняют спасающие жизнь ампутации своим собратьям по колонии. Это первый известный пример того, как животное, не являющееся человеком, ампутирует конечности, чтобы предотвратить или остановить распространение инфекции.
Исследование показало, что укусы не были случайными и привели к выживаемости более 90%. Три муравья в эксперименте, которым не ампутировали ноги, погибли.
Так что же делает муравьев такими продвинутыми хирургами в животном мире?
Насекомые — не единственные животные, которые лечат болезни и недуги. Ученые наблюдали самолечение у ряда видов, включая медведей, слонов, моли, скворцов и дельфинов. Шимпанзе ищут и едят определенные растения для лечения болезней, и недавно было сообщено об использовании насекомых для лечения не только своих собственных ран, но и ран других.
Однако у муравьев-плотников может возникнуть особая потребность стать хирургами.
Помимо запуска пищеварения, слюнные выделения большинства муравьев обладают противомикробными свойствами, которые помогают контролировать бактериальную инфекцию, когда они зализывают раны. Это свойственно многим группам животных, включая приматов. Исследование муравьев Megaponera analis, проведённое к югу от Сахары в 2023 году, показало, что они зализывали раны, в том числе раны других муравьев, слюной, смешанной с противомикробными соединениями, из их грудных метаплевральных желез. Это уникальная структура грудной клетки муравьев. Слюна снижает риск заражения раненых товарищей по гнезду на 90%.
К сожалению, почти все муравьи рода Camponotus, к которому относятся муравьи-плотники, не имеют этих желез. Таким образом, муравьи-плотники, возможно, развили свои хирургические навыки в качестве обходного пути.
Однако мы пока не знаем, является ли такое поведение уникальным для Camponotus floridanus или оно более распространено среди представителей этого рода.
< р>Многие виды обладают врожденными навыками. Например, лесные муравьи демонстрируют врожденное влечение к крупным и заметным объектам, что может помочь наивным муравьям ориентироваться до того, как они выучат путь домой. Плотничьи муравьи от природы роют норы и обладают сильным укусом. Такие стимулы, как частично завершенный туннель или нарушение в гнезде, могут стимулировать поведение укуса.
Недавнее исследование также показало, что муравьи меняют лечение в зависимости от места повреждения. В эксперименте, где была повреждена бедренная кость, муравьи ампутировали тело рядом с ним, удалив всю ногу. Верхняя часть ноги содержит мышечную массу, обеспечивающую больше ткани для микробной инфекции, поэтому высокая ампутация означает, что у пациента больше шансов выжить.
Муравьи лечили поврежденные большеберцовые кости (сегмент нижней конечности), которые имеют низкий уровень выживаемости после ампутации, путем облизывания. Это удаляет мусор и помогает очистить рану, чтобы предотвратить инфекцию. В случае бедренной раны место повреждения и, возможно, форма цели могут быть стимулом для плотничных муравьев укусить в нужное место. Что-то в форме верхней части ноги может вызвать у них навязчивое желание укусить именно туда.
Социальные навыки
Ученые давно знают, что кажущиеся разумными действия как социальных, так и одиночных насекомых основаны на сочетании врожденного и приобретенного поведения. Животные, как правило, приобретают новые навыки путем проб и ошибок, обучаясь или копируя других, особенно тех, кто находится в их группе. Общественные насекомые, как известно, сотрудничают для выполнения таких задач, как строительство гнезда и оборона. Они делают это, дублируя то, что делают другие вокруг них, то есть, по сути, копируя друг друга.
Раненые муравьи выделяют феромон тревоги. Это соединения, которые повышают бдительность и инициируют оборонительное поведение. Феромоны тревоги распространены у общественных насекомых, поскольку они также стимулируют объединение, поэтому осы собираются вокруг вас, если вы ударите одну из них.
Эволюция муравьев-плотников как общественных насекомых, вероятно, побудила их освоить навыки защиты муравьев в своей колонии.
А для видов, таких как муравьи Camponotus, которые живут колониями, распространение болезней, включая паразитов, должно быть предотвращено или взято под контроль. Исследования показали, что животные, живущие в тесных группах, включая людей, более восприимчивы к вспышкам болезней, чем те, которые ведут более уединенный образ жизни. Есть и другие примеры того, как муравьи предпринимают коллективные действия по медицинским причинам. Например, инвазивный садовый муравей Lasius neglectus вводит инфицированным куколкам (стадия насекомых между личинкой и взрослой особью) противомикробный яд, чтобы остановить распространение грибка на остальную часть колонии.
Хотя колония муравьев-плотников может насчитывать до 4000 муравьев, большинство из них — нефертильные рабочие самки. Во время добычи пищи и борьбы с другими колониями они получают травмы, а раненый муравей может быстро поддаться бактериальной или грибковой инфекции. Если не лечить, эта инфекция может распространиться на колонию. Швейцарские исследователи отметили, что более 10% муравьев Camponotus, которые добывают пищу в дикой природе, имеют признаки травм, поэтому они по-прежнему важны как рабочие.
Как и другие общественные насекомые, муравьи хорошо известны своим высоким уровнем сотрудничества в достижении таких целей, как строительство гнезда и добыча пищи. Это привело ученых к мысли, что у них есть коллективный интеллект, который представляет собой способность группы достигать более разумных результатов путем сотрудничества. На самом деле, исследователи робототехники в Гарвардском университете совершенствуют свои алгоритмы, изучая, как муравьи работают вместе, когда строят туннели, чтобы избежать заключения.
Высокий уровень сотрудничества плотничных муравьев при решении таких проблем, возможно, помог им разработать передовые решения таких проблем, как распространение болезней. Их способность выполнять то, что может спасти жизнь, выводит сотрудничество (по крайней мере, между пациентом и хирургами) на новый уровень.
Предоставлено The Conversation
