Молодые муравьи в коконе, заражённые смертельным патогеном, не могут изолироваться от колонии, поэтому они подают сигнал рабочим муравьям, чтобы те нашли и убили их. Источник изображения:Кристофер Пулл, Институт науки и технологий Австрии (ISTA)

Взрослые муравьи, заражённые смертельными патогенами, часто покидают колонию, чтобы не заразить других. Но «[молодые муравьи], как и заражённые клетки в тканях, в основном неподвижны, и у них нет такой возможности», — сказала Сильвия Кремер, исследовательница из Института науки и технологий Австрии (ISTA), изучающая, как общественные насекомые, такие как муравьи, коллективно борются с болезнями как суперорганизмы, в заявлении.

Ранее команда Кремера обнаружила, что инвазивные садовые муравьи, заражённые смертельным грибковым патогеном, выделяют химические вещества, которые побуждают рабочих муравьёв вскрывать их коконы и убивать их, предотвращая распространение болезни в остальной части колонии. Однако исследователи не знали, были ли эти химические вещества просто результатом грибковой инфекции или же больные куколки специально выделяли их, чтобы вызвать собственную гибель.

В ходе нового исследования Кремер и её коллеги обнаружили, что заражённые куколки выделяли химические вещества только в присутствии рабочих особей. Это позволяет предположить, что больные молодые муравьи запускали эти процессы. Результаты исследования, опубликованные в Nature Communications, являются первым свидетельством альтруистической передачи сигналов о болезни у общественных насекомых и имеют сходство с тем, как больные и умирающие клетки посылают иммунной системе сигнал «найди меня и съешь меня».

Чтобы распознать заражённые грибком куколки, рабочие муравьи улавливают химические вещества на поверхности куколок, известные как кутикулярные углеводороды (КУВ). Затем они «распаковывают» заражённых муравьёв из их коконов и дезинфицируют их, проделывая в куколках отверстия и впрыскивая в них яд. Такое многоэтапное поведение не позволяет грибковому патогену образовывать споры, которые могут заразить остальную часть колонии. Ранее команда Кремера отметила, что на заражённых куколках КУВ значительно больше, чем на незаражённых. Они обнаружили, что обработка куколок пентаном удаляет химические вещества, привлекающие муравьёв, и снижает их активность.

В ходе настоящего исследования Кремер хотел выяснить, что вызывает высвобождение этих специфических химических сигналов. Чтобы ответить на этот вопрос, команда сравнила активацию иммунных генов и профили химических сигналов у инфицированных куколок в присутствии и в отсутствие рабочих особей.

У заражённых куколок при заражении постоянно активировались иммунные гены, независимо от того, находились ли рядом рабочие особи. Однако изменения в уровне специфических хемокинов происходили только тогда, когда куколки были заражены, а рабочие особи находились поблизости. Кроме того, команда обнаружила, что, когда здоровые куколки были покрыты экстрактами из заражённых куколок, рабочие особи вскрывали здоровых куколок чаще, чем тех, которые были покрыты «несигнальными» экстрактами. В целом эти наблюдения указывают на то, что заражённые куколки, вероятно, выделяют специфические химические вещества, чтобы рабочие муравьи могли их найти и убить. Это означает, что молодые муравьи жертвуют собой ради блага колонии.

Однако с точки зрения эволюции такое поведение, скорее всего, приносит пользу и молодым муравьям, считает Эрика Доусон, поведенческий эколог и бывший научный сотрудник ISTA, которая руководила исследованием. «Предупреждая колонию о смертельной инфекции, неизлечимо больные муравьи помогают колонии оставаться здоровой и создавать дочерние колонии, которые косвенно передают гены сигнальщика следующему поколению».