Муравьи, которых часто воспринимают как простых насекомых, продолжают удивлять ученых своим сложным социальным поведением и поразительными способностями. Недавно группа исследователей сделала очередное открытие, изучив флоридских муравьев-плотников (Camponotus floridanus). Как и люди, эти насекомые способны проводить хирургические операции на своих собратьях, демонстрируя новое грани их социальной организации и инстинкта выживания.
Хирургические операции на муравьях
Открытые раны представляют собой серьезную угрозу для выживания животных из-за высокого риска заражения и смертности. Многие виды животных разработали механизмы для снижения этих рисков, включая нанесение на раны противомикробных соединений. Например, муравьи обычно используют противомикробные выделения из метаплевральной железы для борьбы с инфекцией. Однако некоторые виды, в том числе муравьи рода Кампонотус, в ходе эволюции утратили эту железу.
Чтобы понять, как эти насекомые теперь обрабатывают инфицированные раны в отсутствие метаплевральных антимикробных выделений, ученые из Вюрцбургского университета (Германия) провели эксперименты на флоридских муравьях-плотниках (Camponotus floridanus), выявив сложное и адаптивное хирургическое поведение.
Исследователи нанесли экспериментальные раны на лапках муравьев, наблюдая различные реакции в зависимости от расположения раны. Когда рана располагалась в бедренной кости, неповрежденные муравьи реагировали ампутацией поврежденной конечности. Для этого они кусали основание ноги в районе трохантера, пока конечность не отсекалась. Такая ампутация значительно повышала выживаемость раненых муравьев по сравнению с теми, чьи конечности не были ампутированы. Однако если рана находилась ниже, в области голени, муравьи не ампутировали конечность. Вместо этого они сосредоточились на интенсивном очищении раны.
Объяснения и гипотезы
Исследователи выдвинули несколько гипотез, объясняющих разницу в лечении в зависимости от расположения раны. Наблюдения и анализы показали, что мышцы, отвечающие за циркуляцию гемолимфы (эквивалент крови у насекомых), находятся в основном в бедренной кости. Поэтому травмы бедра замедляют поток гемолимфы, что дает муравьям достаточно времени, чтобы ампутировать конечность до того, как инфекция распространится.
С другой стороны, голени муравьев содержат относительно мало мышечной ткани. Это означает, что инфекция может быстрее распространяться от голени, делая ампутацию неэффективной, если она не была проведена сразу после контакта с патогеном. Поэтому муравьи концентрируются на очистке раны, пытаясь ограничить распространение бактерий.
Последствия этих результатов
Это исследование предлагает первый документально подтвержденный пример использования ампутаций для лечения инфицированных животных у животных, не являющихся людьми. Оно также демонстрирует, что муравьи могут адаптировать тип лечения в зависимости от места повреждения, демонстрируя сложную способность к оценке и принятию решений.
Эти открытия имеют важное значение для нашего понимания социального и медицинского поведения насекомых. Они показывают, что флоридские муравьи-плотники разработали сложные стратегии выживания в отсутствие специализированных противомикробных желез. Это подчеркивает важность поведенческих инноваций в эволюции механизмов ухода и защиты в социальных колониях насекомых.
Кроме того, это исследование может открыть новые перспективы для биомедицинских исследований. Лучше понимая, как эти муравьи справляются с инфекциями, не прибегая к антибиотикам, ученые могут открыть новые методы лечения ран и инфекций у людей, основанные на схожих принципах ампутации и обработки ран.
Подробности исследования опубликованы в журнале Current Biology.
