Aby mravce obyčajné znížili riziko nákazy, prebudovávajú svoje hniezdo.
Mravec obyčajný predstavuje ideálny modelový organizmus na výskumné účely. Ilustračný obrázok. Zdroj: Wikimedia Commons/AfroBrazilian
Pandémia ochorenia COVID-19 priniesla so sebou opatrenia s cieľom zamedziť šíreniu vírusu, ktoré v časti populácie neboli populárne. Jedným z nich bolo dodržiavanie odstupu vo verejných priestoroch, ako aj izolácia nakazených. Podľa aktuálnej štúdie uverejnenej v časopise Science možno usúdiť, že aj mravce vedia, že odstup a izolácia pomáhajú zamedziť šíreniu chorôb. Ak sa v mravčej kolónii vyskytne nákaza, využívajú podobné stratégie.
Vedci takéto správanie pozorovali pri mravcoch obyčajných (Lasius niger), ktoré prerábali hniezdo. Budovali väčšie priestory medzi vchodmi a východmi, ako aj dlhšie tunely. Minimalizovali tak kontakt medzi chorým a zdravým hmyzom v kolónii. O zisteniach publikovaných v štúdii v časopise Science informuje portál science.ORF.at.
„Z predchádzajúcich štúdií vieme, že mravce zmenia svoje sociálne správanie hneď, ako sa v ich kolónii rozšíri choroba,“ vysvetlil epidemiológ a hlavný autor štúdie Luke Leckie v rozhovore pre ORF Wissen. Pozorovania ukázali, že choré mravce trávia viac času vonku, čím sa účinne izolujú. Zdravé mravce sa v hniezde zas vyhýbajú kontaktu s chorými jedincami.
Výskum v laboratóriu
To, či mravce využívajú aj iné stratégie, skúmal Leckie v rámci svojej dizertačnej práce na Univerzite v Bristole. Zaujímalo ho, či mravce zavádzajú aj „architektonické“ opatrenia. „Predpokladali sme, že aktívne pretvárajú svoje hniezda, aby znížili šírenie chorôb, podobne ako ľudia prispôsobujú svoje verejné priestranstvá.“
Epidemiológ a jeho tím sa rozhodli preskúmať správanie bežného druhu, mravca obyčajného. Ide o rozšírený a dobre preskúmaný druh, vďaka čomu predstavuje ideálny modelový organizmus na výskumné účely. „Mravec obyčajný je známy svojím komplexným sociálnym správaním a schopnosťou reagovať na zmeny prostredia,“ uviedol Leckie. Okrem toho sa hniezda tohto druhu mravca dajú ľahko replikovať v laboratóriu, čo uľahčuje kontrolované experimenty.
Experiment so smrteľnou hubou
Výskumníci pozorovali dve skupiny mravcov v umelo vytvorených hniezdach (nádoby naplnené pôdou) v prostredí laboratória. V každej skupine bolo 180 robotníkov, ktorí začali budovať hniezdo. Po 24 hodinách bolo do každého hniezda pridaných ďalších 20 mravcov, pričom jedna skupina bola vystavená spóram huby Metarhizium brunneum, ktorá hmyz infikuje. Po niekoľkých dňoch infikované jedince uhynú. Následne huba uvoľňuje spóry z tiel mŕtvych jedincov, ktoré môžu infikovať ďalšie mravce.
Mravce nechali pracovať ďalších šesť dní, pričom situáciu pravidelne monitorovali a dokumentovali prostredníctvom mikro-CT snímok. Keď vytvorili 3D modely hniezd, spustili simulácie šírenia choroby. Tie ukázali, že prebudovaním hniezda sa znížilo riziko, že jedince budú vystavené vysokým, potenciálne smrteľným dávkam.
Najmodernejšie zobrazovacie techniky a simulácie ukázali, že architektonickými úpravami hniezda chránia mravce citlivé priestory, v ktorých uchovávajú potravu a larvy.
Väčšia vzdialenosť a dlhšie trasy
Výsledky experimentu, ktoré výskumný tím v súčasnosti prezentuje v štúdii v časopise Science, potvrdili Leckieho pôvodnú hypotézu: tie mravčie kolónie, ktoré prišli do kontaktu s hubou, reagovali nielen zmenami v správaní, ale tiež prispôsobili architektúru svojich hniezd. „Všimli sme si, že vchody boli ďalej od seba a tunely sa predĺžili,“ uviedol Leckie. Následné simulácie ukázali, že úpravy mravčej kolónie výrazne znížili kontakt medzi chorými a zdravými živočíchmi.
Nie je úplne jasné, či zmeny iniciovali choré mravce, aby ochránili zvyšok hniezda, alebo zdravé mravce, aby unikli svojim chorým náprotivkom. Vedec sa však domnieva, že je pravdepodobnejšie, že úpravy iniciovali zdraví členovia kolónie.
Učiteľka príroda
Výsledky ponúkajú ďalší pohľad na komplexné obranné mechanizmy sociálneho hmyzu, ktorý žije vo veľkých kolóniách. Podľa Leckieho je dosť pravdepodobné, že aj iné druhy mravcov sa správajú podobne a počas vypuknutia chorôb pretvárajú svoje hniezda. „Mohlo by tiež dôjsť k tomu, že z takýchto adaptácií profitujú aj iné druhy sociálneho hmyzu. Napríklad včely alebo termity – to však treba najprv preskúmať.“
Podľa epidemiológa by štúdie, ako sú tieto, mali nielen rozšíriť naše chápanie biológie a komplexnosti mravcov, ale odhaliť aj potenciálne nové prístupy k prevencii chorôb. „Príroda často vyvinula jemné, ale účinné riešenia zložitých problémov, z ktorých by sme sa mohli poučiť,“ zdôraznil Leckie. Aj keď ľudia už využívajú dištancovanie a architektonické adaptácie, ďalšie štúdie mravcov a iného sociálneho hmyzu by mohli otvoriť nové perspektívy.
Zdroj: science.ORF.at, University of Bristol
(zh)
