Вторник, 25.02.2020, 06:21
Приветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Июль » 7 » Нездоровые муравьи становятся асоциальными
10:56
Нездоровые муравьи становятся асоциальными
Паразиты представляют собой суровую опасность публичным насекомым, образующим колонии с высочайшей плотностью популяции. Потому в процессе эволюции отбираются признаки, снижающие риск распространения инфекции. Муравьи-древоточцы, зараженные паразитарными грибами, конструктивно меняют свое поведение, в итоге чего значительно миниатюризируется риск инфецирования других особей муравьиной семьи.Не тайна, что публичный стиль жизни, который ведут некие животные, дает им много преимуществ. К таким преимуществам относятся эффективность совместного поиска еды, совместная забота о потомстве, усиленное размножение и совместная защита от неприятеля. С другой стороны, жизнь в группах чревата резвым распространением зараз. Исследования, изготовленные сначала на публичных насекомых (пчелах, муравьях и термитах), проявили, что для защиты от зараз насекомые выработали разные механизмы, предотвращающие распространение заболеваний. К таким механизмам можно отнести как просто избегание заболевших бодрствующими особями, так и такие специальные формы поведения, как сбор антимикробной смолы (см.: Simone et al., 2009. Resin collection and social immunity in honey bees // Evolution) либо разбрызгивание секрета метаплевральных желез. Не считая того, посреди публичных животных очень всераспространен так именуемый груминг (от британского groom — скрести, наводить лоск), направленный на чистку поверхности собственного тела и других особей колонии.Не так давно было показано, что умирающие муравьи и пчелы покидают свои колонии и гибнут в изоляции (см.: Heinze, Walter, 2010. Moribund Ants Leave Their Nests to Die in Social Isolation // Current Biology; Rueppell et al., 2010. Altruistic self-removal of health-compromised honey bee workers from their hive // Journal of evolutionary biology). Обстоятельств этому может быть несколько. Во-1-х, нездоровые особи могут прогоняться бодрствующими. Во-2-х, нездоровые особи могут добровольно покидать колонию, показывая таким макаром пример альтруистического поведения. Не считая того, сам паразит может манипулировать поведением собственного владельца. Пример такового необычного поведения был показан в недавнешнем исследовании на муравьях. Муравьи, зараженные паразитарным грибом, погибали не просто в одиночестве, но за ранее забираясь на нижнюю поверхность листьев и вцепившись в их челюстями (см.: Andersen et al., 2009. The life of a dead ant: the expression of an adaptive extended phenotype // The American naturalist). Оказалось, что грибная зараза, вызывающая такое поведение муравья, делает для себя рациональные условия (температуру и влажность) для предстоящего роста.По сей день сведения о том, как ведут себя нездоровые насекомые с эусоциальным образом жизни, были отрывочны. Биологи из Копенгагенского института (Дания) и Института Эмори (Атланта, штат Джорджия, США) решили провести всеохватывающее исследование на муравьях из рода Camponotus, либо муравьях-древоточцах. В качестве владельца был избран вид Camponotus aethiops из Итальянских Альп, в качестве паразита — Metarhizium brunneum, либо M. anisopliae, относящийся к энтомопатогенным грибам (паразитарным грибам, поражающим насекомых).Во-1-х, создатели изучили разные социальные взаимодействия у здоровых и нездоровых особей снутри гнезда. Для этого 5 колоний были перенесены из природы в лабораторию, в искусственные пластмассовые садки, соединенные трубками. Для каждой колонии были выделены два садка, один в качестве гнезда, другой — в качестве арены для кормления. Из этих колоний было сотворено 12 маленьких вторичных колоний по 50 рабочих особей и 10 личинок. Маленькие рабочие особи, которые за ранее были персонально помечены краской, были обработаны суспензией грибных спор. Поведение каждой маркированной особи записывали в течение 4 минут два раза в денек. Создатели выделяли последующие поведенческие акты здоровых рабочих по отношению к зараженным особям: 1) отсутствие контакта, 2) ощупывание друг дружку антеннами, 3) алло-груминг (очистка другой особи), 4) трофоллаксис. Не считая того, зараженные особи чистились сами (self-grooming). Броско, что особи из одной колонии не проявляли друг к другу никакого брутального поведения, независимо от того, нездоровой это был муравей либо здоровый. Местопребывание зараженных особей могло быть 1) в гнезде, 2) на кормушке, 3) рядом с расплодом (личинками). 1. Выживаемость здоровых (control ants) и зараженных (infected ants) муравьев. По вертикальной оси — толика выживших муравьев. Изображение из обсуждаемой статьи в Journal of Evolutionary BiologyКакие же результаты получили создатели? Выживаемость нездоровых муравьев начинала понижаться на 4-ый денек, и к седьмому деньку все они гибли (см. 1), потому результаты наблюдений приводятся для первых 5 дней после обработки суспензией грибных спор. Создатели не отыскали различий меж нездоровыми особями и контролем в количестве ощупываний антеннами (см. 2а), но для других поведенческих актов различия обнаружены. Нездоровые особи достоверно меньше показывали трофоллаксис (см. 2b), больше подвергались алло-грумингу со стороны других особей в течение первых 2-ух дней (см. 2с), меньше чистили других и больше - себя (см. 2d–е). 2. Средняя длительность разных поведенческих актов у здоровых (uninfected) и зараженных (infected) муравьев в течение 5 дней после инфецирования. а — ощупывание антеннами; b — трофоллаксис; c — очистка другими особями; d — очистка других особей; e — очистка себя. Изображение из обсуждаемой статьи в Journal of Evolutionary BiologyНездоровые муравьи проводили достоверно меньше времени снутри гнезда, чем здоровые особи, при этом это время понижалось по мере развития инфекции (см. 3а). Здоровые рабочие, напротив, проводили огромную часть времени в гнезде. Не считая того, нездоровые муравьи практически не вели взаимодействие с личинками уже на 2-ой денек после инфецирования, тогда как здоровые интенсивно продолжали ухаживать за личинками (см. 3b). 3. Усредненное время нахождения здоровых (uninfected) и зараженных (infected) муравьев снутри гнезда (а) и рядом с личинками (b) в течение 5 дней после инфецирования. Изображение из обсуждаемой статьи в Journal of Evolutionary BiologyПоследующий шаг исследовательских работ, проведенный создателями, был посвящен хим анализу кутикулы, образующей экзоскелет (см. Arthropod exoskeleton) насекомого, и сопоставлению состава кутикулы у здоровых и нездоровых муравьев. Понятно, что хим коммуникация имеет большущее значение в жизни насекомых. Для насекомых важны как летучие хим соединения, либо феромоны, так и нелетучие вещества, которые воспринимаются в процессе контактной хеморецепции, к примеру когда насекомые ощупывают друг дружку усиками. Эти нелетучие органические соединения, входящие в состав кутикулы, представлены в главном разными углеводородами. Состав и соотношение углеводородов может различаться не только лишь у различных видов, да и у различных полов и даже у различных особей в границах 1-го пола. Для проведения хим анализа муравья опускали в растворитель, в каком происходила экстракция углеводородов, после этого исследователи проводили анализ приобретенного углеводородного состава способом газовой хроматографии. Что все-таки вышло? Нездоровые и здоровые муравьи не различались по хим составу кутикулы, зато особи из различных колоний отлично различались (см. 4). 4. Результаты хим анализа кутикулы здоровых (белоснежные знаки) и зараженных (темные знаки) муравьев. Показаны три первых фактора анализа основных компонент. Здоровые особи не отличаются от нездоровых, но отлично различаются особи из различных колоний (колонии помечены знаками разной формы). Изображение из обсуждаемой статьи в Journal of Evolutionary BiologyСоздатели провели еще серию тестов, в каких попробовали осознать, как ведут себя зараженные муравьи по отношению к неродственным особям из других гнезд. Для этого хворого муравья сажали совместно со здоровым муравьем из другой колонии на арену и фиксировали разные типы поведения в течение 3-х минут. В целом следили две формы поведения: избегание нездоровым муравьем здорового и, напротив, брутальное поведение хворого по отношению к здоровому. Брутальное поведение проявлялось в открывании челюстей, кусании и изгибании брюшка. Опыты проявили, что нездоровые муравьи значительно почаще проявляют злость по отношению к чужакам, тогда как здоровые особи, напротив, стараются избегать особей из другой колонии (см. 5). 5. Степень злости (а) и поведение избегания (b) у зараженных (infected) и здоровых (control) муравьев по отношению к особям из чужой колонии. Измерения изготовлены на 3-ий денек после инфецирования. Изображение из обсуждаемой статьи в Journal of Evolutionary BiologyИтак, нездоровые муравьи ведут себя кардинально по другому, чем здоровые особи. Снутри колонии они меньше делятся едой с другими муравьями, больше чистятся сами и больше подвергаются грумингу со стороны других муравьев. Последний факт можно разъяснить тем, что здоровые муравьи понимают, что нездоровой нуждается в очистке. Это может происходить по различным причинам. Во-1-х, нездоровой муравей может пахнуть по-другому. Но это маловероятно, потому что состав углеводородов не различался у здоровых и нездоровых особей. Во-2-х, муравьи могут начинать усиленно чистить хворого, потому что он сам много чистится. Но это также не подтвердилось эмпирическими наблюдениями. В-3-х, нездоровой муравей может выказывать какое-либо другое ненормальное поведение, к примеру издавать вибрационные сигналы. Присутствие грибных спор на кутикуле может быть также найдено средством зрительной либо тактильной коммуникации.Нездоровые муравьи проводят больше времени вне гнезда, чем здоровые, и фактически не ведут взаимодействие с личинками. Тот факт, что здоровые муравьи не проявляют брутального поведения по отношению к нездоровым особям снутри колонии, гласит о том, что, вероятнее всего, нездоровые муравьи сами подвергают себя изоляции, а не изгоняются бодрствующими особями. Таким макаром, мы вновь сталкиваемся с необычным проявлением альтруизма у эусоциальных животных, когда самоудаление нездоровой особи уменьшает риск инфецирования родственников, что содействует выживанию семьи и распространению собственных же генов.Зараженные муравьи становятся более брутальными по отношению к чужакам, чем их здоровые товарищи по гнезду. Создатели достаточно оригинально разъясняют это тем, что нездоровым «нечего терять», и ассоциируют такое поведение муравьев с поведением хворого человека, который удаляется от людей и становится брутальным. С другой стороны, отмечают создатели, у муравьев отлично понятно такое явление, как полиэтизм, когда более старенькые рабочие начинают делать более рискованные функции, чем юные особи. К примеру, конкретно более старенькые рабочие занимаются поиском и добыванием еды, тогда как юные в большей степени посиживают в няньках. Для муравьев-фуражиров типично более брутальное поведение по отношению к неродственным муравьям, чем у муравьев-нянек. Может быть, зараза запускает тот же самый путь развития, который характерен при старении организма, но в ускоренном темпе.
Просмотров: 248 | Добавил: admin | Рейтинг: 0.0/0