U novoj studiji u Nature Communications, međunarodni istraživački tim koji uključuje naučnike sa Instituta Maks Plank za hemijsku ekologiju izveštava da, s obzirom na istu genetsku strukturu, samo ponašanje pojedinca određuje da li će pojedinac u društvenoj grupi dobiti bolest ili ne.
Klonski (prim. aut. razmnožavanje partenogenezom) mravi napadači vrste Ooceraea biroi koji se hrane van gnezda imaju veću verovatnoću da budu zaraženi parazitskim nematodama nego konspecificima u gnezdu. Istraživački tim je takođe primetio da bolesti u koloniji menjaju ponašanje svih mrava: i bolesni i zdravi mravi ostaju u gnezdu, a podela rada je smanjena, što utiče na ukupnu društvenu organizaciju u koloniji mrava.
Pandemija COVID-19 učinila je sasvim očiglednim da nisu svi ljudi podjednako izloženi riziku od zaraze novim virusom. Stariji, bolesni i ljudi sa zdravstvenim problemima bila je potrebna posebna zaštita jer je rizik od obolevanja od bolesti opasne po život ili umiranja od virusa uveliko povećan. Osim toga, rizici od zaraze virusom su takođe bili nejednako raspoređeni zbog naših profesionalnih aktivnosti. Nikako svako nije mogao da se zaštiti od kontakta sa zaraženim osobama radom kod kuće.
Takozvana „sistemsko relevantna” zanimanja su često bila ona u kojima je bilo posebno velikog broja susreta sa potencijalnim prenosiocima virusa: poslovi u sestrinstvu i medicinskom sektoru, u brizi o deci i nastavi, i obezbeđivanju svakodnevnih potrepština.
„Podela rada, činjenica da različiti članovi društvene grupe obavljaju različite zadatke, dugo se smatralo da rezultira različitom izloženošću bolesti. Česta je pretpostavka da podela rada može dovesti do nejednake izloženosti članova grupe patogenima ili paraziti“, objašnjava vođa studije Juko Ulrih sa Instituta Maks Plank za hemijsku ekologiju. Ona je na čelu grupe Lise Meitner za društveno ponašanje.
Međutim, nije lako eksperimentalno testirati ovu pretpostavku, jer drugi faktori, kao što su ishrana, starost i lična osetljivost, često takođe igraju ulogu.
U svom postdoktorskom radu u grupi Danijela Kronauera na Univerzitetu Rokfeler, Juko Ulrih je bila uključena u uspostavljanje klonskog mrava pljačkaša Ooceraea biroi kao modela za proučavanje efekata ponašanja pojedinca na društvenu organizaciju. Radnici ove vrste nemaju maticu i razmnožavaju se aseksualno preko neoplođenih jaja koja se razvijaju u genetski skoro identične jedinke. Kao posledica toga, svi članovi kolonije mrava su genetski identični i istraživači mogu da posmatraju kolonije istog uzrasta pod potpuno istim uslovima – idealan sistem modela za testiranje pretpostavke.
Uzrok bolesti u fokusu ove studije su parazitske nematode. Oni inficiraju određenu žlezdu na glavi mrava. Studije ponašanja su sprovedene korišćenjem automatizovanog praćenja ponašanja, koje omogućava kompjuterizovanu analizu ponašanja svakog pojedinačnog mrava u koloniji pomoću video zapisa. Ovo praćenje pojedinaca vrši se istovremeno u mnogim kolonijama mrava. Ovaj sofisticirani sistem generiše mnogo više podataka nego što bi ljudska zapažanja i ručne procene stvorile.
„Uočili smo da samo ponašanje pojedinca utiče na rizik od infekcije. Na primer, mravi koji provode više vremena van gnezda tražeći hranu imaju veću verovatnoću da će se zaraziti nego pojedinci koji imaju isti genotip i starost, ali provode više vremena u gnezdu,“ prvo autor Zimai Li sumira ključne nalaze iz testova ponašanja.
Kako je istraživački tim otkrio, infekcija parazitima značajno smanjuje stopu preživljavanja mrava. Genetske analize su pokazale da zaraženi mravi pokazuju izmenjene obrasce ekspresije gena. Pored toga, naučnici su koristili analize gasne hromatografije i otkrili da se profil mirisa zaraženih mrava promenio. Zanoktica mrava je prekrivena voštanim slojem različitih ugljovodonika.
„Naša hemijska analiza je pokazala da su infekcije promenile relativnu zastupljenost svih kutikularnih klasa ugljovodonika na kožici mrava klonalnih napadača: i n-alkani i metil-razgranati alkani imali su nižu relativnu zastupljenost kod zaraženih osoba. Smatra se da su ove supstance povezane sa isušivanjem otpor i komunikacija među mravima“, kaže Zimai Li.
Opažanja ponašanja su takođe otkrila prilično iznenađujući rezultat: podela rada unutar kolonije ne utiče samo na rizik od infekcije pojedinačnih mrava, već infekcija kontroliše i ponašanje mrava. Ne samo da su zaražene životinje provodile više vremena u gnezdu, već su to činili i njihovi zdravi suputnici.
„Iznenadili smo se kada smo otkrili da prisustvo infekcije smanjuje aktivnost van gnezda ne samo kod direktnog domaćina, već i kod neinficiranih gnezda. Pošto srodnici u gnezdu nisu zaraženi, nismo očekivali da će se i njihovo ponašanje promeniti; promene u ponašanju su bile nije direktno indukovano infekcijom. Ovo zapažanje postavlja nova pitanja koja moramo dalje istražiti. Želeli bismo da saznamo da li mravi prepoznaju status infekcije svojih srodnika u gnezdu i da li to izaziva neku vrstu brižnog ponašanja izraženog tako što zdravi mravi ostaju blizu bolesnima“, kaže Zimai Li.
Drugo objašnjenje bi bilo da paraziti izazivaju ove promene u ponašanju kako bi mogli da se dalje razmnožavaju. To je zato što infekcija parazitima uzrokuje da se zdravi i bolesni mravi češće okupljaju u gnezdu, što bi trebalo da poveća verovatnoću prenošenja. Promenjeni profil mirisa zaraženih mrava, koji su istraživači identifikovali, takođe može igrati ulogu.
„Ova studija je pokrenula mnoga pitanja na koja se nadamo da ćemo odgovoriti u narednim studijama. Na primer, želimo da znamo zašto nematode inficiraju ovu jednu žlezdu u glavi mrava. Takođe nas zanima kako se menja hemijska komunikacija mrava kada su neke osobe zaražene. I na kraju, želimo da saznamo da li promene u ponašanju mrava idu u korist njihovoj koloniji ili parazitima“, kaže Juko Ulrih.
