蚂蚁怎么知道保持干净?

蚂蚁社会是合作疾病防御的主人。他们共同照顾彼此,以防止感染的传播在一个殖民地。但单个蚂蚁如何知道应该新郎谁?一个多学科的研究小组从科学和技术研究所的奥地利(ISTA)和Comenius大学布拉迪斯拉发结合实验和理论方法得到一个详细观察蚂蚁的卫生决策。

蚂蚁是一个完美的模型来研究合作,特别是在防止疾病的传播。类似于医院,健康的人照顾生病的人。然而,尽管医院建立了分类规则来决定谁先治疗,个人决策,最终形成一个蚁群的集体卫生一直不清楚。直到现在。

为了揭开蚂蚁个体的决策成员对待殖民地时,实验生物学家克里默西尔维娅和她的研究团队在ISTA与同事和理论物理学家Gašper Tkačik和数学家凯蒂Boďova从在布拉迪斯拉发Comenius大学。多学科的研究发表在《华尔街日报》自然通讯,科学家们使用花园蚂蚁蚂蚁和真菌细菌了解信息考虑执行个人打扮时的选择。

观察蚂蚁的行为和孢子分析加载的真菌的孢子数量随着时间的推移,每个群体成员透露,蚂蚁最传染性nestmate优先目标梳理。此外,蚂蚁不新郎其他蚂蚁后他们培养自己。蚂蚁因此不仅评估他人的接触传染性水平也很敏感的社会反馈收到自己的传染性的殖民地。这种简单的规则的独特组合导致大多数传染性殖民地的成员至少感染培养的群体成员,导致高效colony-level疾病控制。

团队合作使工作梦想

社会蚂蚁合作硕士疾病防御产生colony-level保护“社会免疫力”——集体努力减少疾病传播的风险在整个殖民地。先前的研究描述了群体成员互相关心,互相特别是清洗掉细菌和孢子感染同伴和消毒喷洒化学物质。但是他们知道他们应该如何培训?

蚂蚁目标群体成员传染性最大

为了回答这些问题,科学家们把蚂蚁与两个群体成员在实验环境中,每个携带不同的真菌孢子外。梳理蚂蚁就可以决定如何管理他们的医疗两个殖民地之间的同伴。小心行为观察之后,芭芭拉·卡西利亚斯,以前的博士生克莱莫组,发现一个有趣的现象在蚂蚁的培养模式。

蚂蚁优先目标的个人携带的孢子数量最高,这是代表最伟大的个人疾病风险的殖民地。“蚂蚁通常选择一个与当前孢子负荷最高,虽然孢子负载不断变化由于打扮自己,”克莱莫解释道。“这使得蚂蚁动态对疾病威胁的反应。”

理论来理解蚂蚁的行为

然而,实验方法有其局限性。科学家可以观察蚂蚁在做什么,但是不能解释他们为什么这样做。个人决策形成群体的行为仍然是一个黑盒。数学家凯蒂BoďovaComenius大学助理教授Gašper Tkačik,ISTA理论物理学家,共同挑战。

在一起,团队瓦解蚂蚁利用信息在他们的决定什么时候进行梳理和他们的目标。Boďova解释说,“蚂蚁遵循一个简单的“经验法则”:当他们遇到另一个蚂蚁与大量的孢子,他们更有可能新郎这只蚂蚁。“这意味着,蚂蚁不需要记住所有殖民地成员的孢子负载,但只能依靠他们收集的信息从接触周围的蚂蚁。

然而,这一制度并非完美无缺。蚂蚁也有时新郎传染性较弱的个体。但许多小偏差对培养较高的蚂蚁数量的传染性真菌由所有殖民地成员积累在殖民地一个明确的选择和有效的清洁水平。蚂蚁可以对孢子的最小差异负载但更准确的决策差异时更高。

“我们仍然不知道蚂蚁孢子负载的差异感。也许更多感染蚂蚁有一个更强的真菌气味,”克莱莫推测。该集团最近的出版物表明ergosterol-an基本膜复合,所有真菌会是一个可能的线索真菌检测。

感染蚂蚁不参与梳理

的理论方法还透露,另一个重要因素是与蚂蚁的梳理相关活动:蚂蚁对社会线索的敏感度由他们的同伴。克莱莫解释作为一种社会反馈回路,防止传染性很强的个人照顾他人,从而限制了看护期间传播疾病的风险。不仅仅是一个有趣的蚂蚁行为的观察,这出版物试图理解个人决策在殖民地。克莱莫总结道:“与我们合作的同事做的理论科学,我们设法打开黑盒子的个人决策在社会免疫力和合作疾病防御。”

参考:Casillas-Perez B, Boďova K,格拉斯AV, Tkačik G,克莱莫美国动态病原体检测和社会反馈形状在蚂蚁集体卫生。Nat通讯。2023;14 (1):3232。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 38947 - y

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