Исследователи заразили куколок муравьев вида Lasius neglectus грибковым патогеном Metarhizium brunneum и наблюдали за их поведением. Оказалось, что инфицированные куколки рабочих муравьев изменяют химический состав поверхности своего тела еще до выхода из кокона. Этот сигнал информировал взрослых муравьев о смертельной угрозе и побуждал их уничтожить зараженную особь. Причем такая химическая сигнализация активировалась только в присутствии взрослых рабочих особей поблизости. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Муравьи-младенцы жертвуют собой ради колонии, еще не вылупившись из кокона
Ученые из Института науки и технологий Австрии (ISTA) обнаружили уникальную форму альтруизма у муравьев: зараженные грибковой инфекцией личинки в коконах подают химический сигнал взрослым особям, так они просят убить себя для спасения колонии.
Рабочие муравьи убивают зараженную особь. Химические сигналы зависят от ситуации и близости взрослых рабочих муравьев. Christopher D. Pull, ISTA
Муравьиная колония — классический пример суперорганизма, популяции, где отдельные особи функционируют исключительно для служения целому. Если один муравей — относительно простое существо, то колония демонстрирует коллективный разум, сравнимый с взаимодействием клеток в человеческом организме. Некоторые колонии насчитывают до 500 тысяч особей. Муравьи практикуют социальное дистанцирование при болезни, постоянно действуют на благо колонии и готовы умереть, защищая царицу от чужаков.
Муравьи Lasius neglectus
Здоровые куколки, не подвергшиеся воздействию патогена, не производили этот химический сигнал. Это указывает на то, что измененный химический профиль не является побочным эффектом иммунного ответа, а представляет собой целенаправленное предупреждение. «Предупреждая колонию о своей смертельной инфекции, безнадежно больные муравьи помогают колонии оставаться здоровой и производить дочерние колонии, что косвенно передает гены погибшей особи следующему поколению», — объясняет соавтор исследования Эрика Доусон
Просьба о смерти во имя спасения колонии
Голова рабочего муравья Lasius neglectus.
Химический состав сигнала оказался крайне специфичным. Как отметил соавтор работы Томас Шмитт, эколог из Вюрцбургского университета в Германии, сигнал не может просто распространяться по гнезду в виде летучих молекул, он должен быть напрямую связан с больной куколкой. Поэтому он состоит не из летучих соединений, а из нелетучих веществ на поверхности тела куколки, которые взрослые муравьи воспринимают усиками при непосредственном контакте.
Такая точность необходима, чтобы избежать гибели здоровых особей — если бы химический сигнал распространялся по воздуху, рабочие муравьи могли бы начать уничтожать все куколки в зоне его действия.
Интересно, что куколки будущих цариц не подавали подобных сигналов. У них более сильная иммунная система, часто позволяющая сдержать распространение грибковой инфекции.