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對於螞蟻而言-團結是力量以及健康
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對於螞蟻而言-團結是力量以及健康

 

當病原菌進入螞蟻的族群時,螞蟻會改變它們的行為避免疾病大規模爆發。在這種狀況下,它們會保護蟻后、幼蟲以及年輕的工蟻預防它們生病。研究結果來自Sylvia Cremer引導的Institute of Science and Technology Austria團隊以及Laurent Keller領導的University of Lausanne團隊,結果被出版在Science雜誌上。高族群密度以及頻繁的親密接觸是造成疾病快速散佈的原因。為了保護它們的族群,螞蟻發展出對抗疾病的策略,包含調整它們的社交組織。螞蟻並不隨便與其他族群成員互動,但是會依照它們的年齡及負責的任務被組織為小組。然而年輕的螞蟻,又被稱作護士,會負責在族群的中心照顧幼蟲,較老的工蟻會成採集者負責收集食物。這些採集的螞蟻更有機會暴露在病菌中。這篇研究利用Kelle團隊所發展出的條碼系統,用以分辨螞蟻間的互動,特別是觀察他們在面臨疾病擴散時的反應。在第一個實驗中,他們放置了數位記號在2266隻螞蟻上。遠紅外線相機每半分鐘會記錄一次族群的影像,因此研究人員可以理解以及測量單一個體的移動及位置,還有他們的社交互動。研究人員顯示螞蟻的預防性的分成數個群體並且減少及散佈的風險。10%的工蟻(所有的收集者)有可能透過互相接觸而暴露在真菌的胞子中。比較暴露前以及暴露後的族群,螞蟻快速偵測真菌胞子出現並且改變它們的行為以固化原本就已經存在的防禦機制。Sylvia Cremer解釋:螞蟻改變他們的行為模式以及互動的對象,螞蟻中的小集團變得更加穩固,集團間的互動也減少。收集者間的互動增加,護士間也是如此。這是整個族群的反應,動物並不會因為接觸胞子而改變行為。Laurent Keller補充:這是首次科學研究指出動物社會為了減少疾病散佈而主動做出改變。利用Cremer所建立的高度靈敏qPCR方法,研究人員可以準確量化單一馬以攜帶了多少的胞子進入身體。qPCR偵測是指在聚合酶連鎖反應中標記一個已知的DNA分子。這使得研究人員可以藉由分析到的DNA數量,推算出一開始螞蟻體內帶有多少的真菌孢子。因為螞蟻改變了他們的行為模式,胞子轉移模式同樣的也改變了。僅有少數個體會接觸到足夠的劑量因而生病。此外,較多的接受到的劑量較低,Cremer和他的團隊指出這些並不足以治病,並且進一步保護了族群-類似人類中的接種。病菌在隊伍中散佈,但是螞蟻的免疫系統可以處理這些低濃度的真菌,並提供它們免疫的記憶。分析結果顯示保護族群比保護個體更加重要。唯一具有繁殖能力的蟻后、可以替族群貢獻許多工作的工蟻接觸的的劑量較低。在族群中,並非所有個體收需要受到保護,但是最有價值的必須要存活,Keller解釋。研究人員同樣進行的存活試驗,以判別暴露後的24小時疾病與死亡的關係。接觸高劑量的螞蟻比接觸低劑量的螞蟻更有可能在9天後死亡。收集者的死亡率比護士螞蟻更高,並且在實驗結束後蟻后仍然可以存活。(XT)

 

Journal Reference:

 

Nathalie Stroeymeyt, Anna V. Grasse, Alessandro Crespi, Danielle P. Mersch, Sylvia Cremer, Laurent Keller. Social network plasticity decreases disease transmission in a eusocial insect. Science, 2018; 362 (6417): 941
DOI: 10.1126/science.aat4793

 

 
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