Муравьи чувствуют запах смертельной инфекции до того, как она распространится

У многих социальных животных больные особи стараются скрывать свое состояние, чтобы не быть отвергнутыми сородичами. У муравьев же все происходит иначе. Когда куколки заражаются смертельной инфекцией, они выделяют химический сигнал, предупреждающий рабочих муравьев об угрозе, которую представляют. Получив этот сигнал, рабочие муравьи действуют немедленно: они вынимают зараженную куколку из кокона, проделывают в ее поверхности маленькие отверстия и обрабатывают ее муравьиной кислотой – собственным антимикробным ядом муравьев. Этот процесс уничтожает патогены внутри куколки, но одновременно приводит к ее гибели.

Исследование Вюрцбургского университета (Германия) впервые продемонстрировало такую альтруистическую "сигнализацию болезни" у общественных насекомых. Без этого сигнала смертельно зараженный муравей мог бы остаться незамеченным, становясь источником опасной инфекции для всей колонии. Благодаря сигналам больное потомство предупреждает рабочих муравьев, позволяя им обнаруживать и уничтожать патогены до их распространения.

По словам ученых, взрослые муравьи на пороге смерти покидают гнездо и умирают вне колонии. Аналогично, рабочие муравьи, подвергшиеся заражению спорами грибка, держатся на расстоянии от других. Исследователи подчеркивают, что это возможно только для муравьев, способных самостоятельно передвигаться. Неподвижное потомство, например, развивающиеся куколки, покинуть гнездо не может, как инфицированные клетки не могут покинуть ткани организма. Подобно клеткам тела, муравьиное потомство зависит от "помощников", которые предотвращают распространение инфекции. Интересно, что и в том, и в другом случае используется похожий механизм: зараженные особи выделяют химический сигнал, который привлекает иммунные клетки организма или рабочих муравьев. Эти "помощники" затем уничтожают инфицированных до того, как они успеют навредить. Иммунологи называют такой сигнал "найди меня и съешь меня".

Рабочие муравьи целенаправленно выбирают конкретные куколки из расплодной массы. Это говорит о том, что запах не распространяется случайно по камере гнезда, а связан именно с больной куколкой. Следовательно, сигнал формируется не из летучих соединений, а из веществ на поверхности ее тела. Исследователи отметили, что два компонента естественного запаха муравьев усиливаются, когда куколка смертельно больна. Чтобы проверить, способен ли этот запах сам по себе вызвать дезинфекционное поведение у рабочих, ученые перенесли сигнальный аромат на здоровых куколок и наблюдали за реакцией муравьев.

Команда извлекла запах у сигнальных куколок и нанесла его на здоровое потомство. Результаты оказались убедительными: только передача сигнального запаха заставляла рабочих муравьев распаковывать муравейник. Это показало, что измененный запах тела смертельно зараженных куколок выполняет ту же роль, что и сигнал "найди меня и съешь меня" у инфицированных клеток организма.

Сигнализируя только тогда, когда болезнь выходит из-под контроля, больное потомство дает колонии возможность вовремя отреагировать на реальную угрозу. При этом особи, способные к выздоровлению, не подвергаются ненужной жертве. Именно эта точная синхронизация между отдельными муравьями и колонией делает такую альтруистическую сигнализацию болезни чрезвычайно эффективной.