Чтобы защититься от инфекции, муравьи заражают друг друга

При угрозе инфекции здоровые муравьи стараются заразиться от больных товарищей — чтобы научить свой иммунитет бороться с патогеном. Это можно сравнить с вакциной, только в её качестве тут выступают не полумёртвый возбудитель, а вполне живая и активная инфекция.

Муравьи снимают с инфицированного товарища споры патогенного грибка (фото авторов исследования).

Известно, что социальные насекомые практикуют социальный иммунитет, когда активация иммунной системы напрямую зависит от общественных связей в колонии. (Один из вариантов обобществлённого иммунитета можно увидеть, например, у шмелей.) Исследователям из Научно-технологического института (Австрия) удалось в деталях увидеть, как работает механизм общественной иммунной системы у муравьёв.

Теоретически здесь есть два пути: передача от особи к особи готовых антимикробных и антигрибковых веществ (пассивно приобретённый иммунитет) или передача самого возбудителя, чтобы каждый мог сам выработать средства защиты (активно приобретённый иммунитет). Для проверки гипотезы учёные использовали муравьёв Lasius neglectus и патогенный грибок Metarhizium anisopliae. Споры грибка прилипают к кутикуле насекомых и постепенно прорастают внутрь тела, так что развитие инфекции занимает день и больше.

Зоологи окунали муравья в раствор со спорами M. anisopliae, сажали его к нескольким товарищам и наблюдали за ними в течение пяти дней. Муравьи, как многие другие животные, помогают друг другу поддерживать гигиену, снимая с кутикулы то, что на неё налипло. Но если муравей нёс на себе патогенные споры, интенсивность груминга в первые два дня резко возрастала. То есть ввиду опасности инфекции насекомые меняли своё поведение, стараясь получить себе кусочек патогена. Развитие иммунного ответа у муравьёв занимает двое суток, так что насекомые при контактах с больным товарищем ещё не могли получить антигрибковые вещества. С другой стороны, через два дня после попадания спор на поверхность тела их становится трудно снять. Кроме этих косвенных соображений в пользу поедания спор учёные получили и прямое доказательство: покрасив споры флуоресцентным красителем, они убедились, что патогенные частицы попали внутрь муравьёв.

Результаты исследований опубликованы на сайте PLoS Biology.

Из тех особей, которые были первоначально заражены грибком, в течение пяти дней эксперимента погибла половина. Но среди остальных смертность составила всего 2%. Выяснилось, что для возбуждения иммунного ответа достаточно совсем небольшой дозы инфекции, тоже примерно 2% от летальной порции. Поэтому муравьи, которые таким необычным способом стимулируют свой иммунитет, почти не рискуют.

Муравьи способны выделять антигрибковые вещества наружу, и, теоретически, другие особи могли бы воспользоваться готовым снадобьем. Но контакт с больным муравьём спустя три дня после начала инфекции, когда спор на поверхности тела уже не было, а иммунный ответ был на пике, у других особей иммунитет не стимулировал. Впрочем, исследователи не исключают, что пассивно приобретённый иммунитет тоже может работать — например, в случае бактериальных инфекций, которые проникают в организм муравья с пищей. В этом случае антимикробная защита может распространяться через готовые иммунные вещества, срыгиваемые или выделяемые больными особями.

Подготовлено по материалам The Scientist.            Текст: Кирилл Стасевич