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奇观:生病的蚂蚁会主动自我隔离

奇观:生病的蚂蚁会主动自我隔离

蚂蚁是社会性动物的典范。每只蚂蚁都有工作岗位,每只蚂蚁都坚持工作:觅食者觅食,工人建造,抚育者抚育后代,蚁后生育。人们以前一直认为,像蚂蚁这种依照年龄和工作岗位高度分化且等级制度严密的社会类型,可以有效地抵御疾疫流行,但该假设从未得到过验证。最近,一群科学家聚到一起,想出了一个实验,只需用到常见的黑蚂蚁。

细致的分工

科学家们需要众多学科的支持:生态与进化、科学与技术、生物机器人、智能系统和复杂系统物理学。他们给22处蚁穴中的每只蚂蚁都打上了标记——看起来就像在蚂蚁胸前贴上了一张纸质二维码,并使用自动化视频追踪技术跟踪个体蚂蚁,监测它们之间的所有物理接触。

和事先猜测的一样,蚂蚁的社会结构抑制了病原体的传播。不同工种的蚂蚁只有有限的接触机会,组织架构有助于保护最脆弱的社会成员:蚁后和年幼的工蚁。

不仅仅是蚂蚁的社会结构限制了疾病的传播,而且个体蚂蚁也会主动自我隔离。最有可能被外界致病原感染的是觅食者,因为巢穴中的工蚁执行了非常严格的清洁制度。

科学家先是通过建模演示传染病如何在不同社会形态中的网络结构中传播,随后令觅食者暴露于病原体下,用实际感染过程来验证模拟结果。科学家用真菌病原体——棕色绿僵菌(Metarhizium brunneum)的孢子随机感染了10%的觅食者。在经过一天的扩散期后,研究人员开始测定各个蚁穴中真菌的传播规模。这揭示了蚂蚁之间的交流网络,因为真菌孢子通过蚂蚁之间的物理接触进行传播。

有限的联系

真菌孢子会粘在蚂蚁身上,在一两天后进入蚂蚁体内并导致蚂蚁死亡。9天之后,死亡最多的是觅食者;所有蚁穴中的女王都还活着。

暴露在病原体下的蚂蚁,产生了自我隔离的行为,这进一步保护住了整个蚁穴和蚁后。被感染的觅食者长时间在外面游荡,远离蚁穴,并且那些未暴露在真菌下的觅食者,也会避免和其他蚂蚁接触。抚育者将育儿室搬入巢穴深处。我们现在还不清楚,蚂蚁到底是如何意识到有成员携带了致命的传染病的,但这些行为降低了疾疫流行的可能性和孢子的传播数量。它们甚至故意让蚁后接触到低水平的带菌者,变相为女王接种疫苗!

瑞典洛桑大学的Nathalie Stroeymeyt 说:“我认为,我们或许能从蚂蚁那里借鉴一下抵御流行病的方法,尽管蚂蚁社会并不是一个理想的榜样。”比如说,她也承认,“我们无法像蚂蚁一样,将感染者关起来,任其自生自灭。”

本文译自 sciencealert

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