Социальные насекомые используют индивидуальный иммунитет в команде для борьбы с болезнями
Социальные насекомые, такие как муравьи, термиты, некоторые пчелы и осы, живут в условиях, напоминающих вечную среду «самолета» — в тесных пространствах, деля один воздух, пищу и даже микробы всю жизнь. Несмотря на то, что социальность, казалось бы, должна повышать риск заражения, исследования показывают обратное: в группах насекомые справляются с болезнями гораздо лучше, чем в изоляции.
Ранее было показано, что «социальный желудок» муравьев, через который происходит передача жидкой пищи изо рта в рот (трофаллаксис), обеспечивает не только питание, но и перенос иммунных белков от иммунизированных особей к неиммунизированным членам колонии.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Biology Letters, команда Ребеки Розенгаус расширила эту работу, включив в неё изучение личинок муравьев. Учитывая тщательный уход, который личинки получают от рабочих особей, и передачу жидкостей через «социальный желудок», была выдвинута гипотеза: личинки могут получать меньше естественного иммунитета от других, экономя энергию на быстрый рост.
Чтобы проверить, сохранили ли личинки за миллионы лет эволюции собственную иммунную систему, исследователи провели эксперимент:
- Личинок вакцинировали, вводя убитые бактерии (по аналогии с человеческими вакцинами) или солевой раствор.
- Затем их помещали с рабочими муравьями для ухода.
- На третий день личинок подвергали воздействию живых, более опасных бактерий.
Результат: вакцинированные насекомые имели в 5 раз более высокую выживаемость по сравнению с невакцинированными. Это подтвердило, что личинки муравьев действительно способны к иммунному праймингу (формированию индивидуального иммунного ответа), несмотря на интенсивную заботу со стороны колонии.
Выводы и значение:
- Обнаружен ещё один механизм борьбы с болезнями у социальных насекомых: сочетание индивидуального иммунитета личинок и социальной передачи иммунной защиты через рабочих особей.
- Понимание этих многоуровневых механизмов иммунитета (от молекул и белков до особи, группы и общества) критически важно в контексте таких явлений, как синдром разрушения пчелиных семей и распространение инвазивных популяций муравьев.
- Учёные предполагают, что сама социальность могла повлиять на физические свойства иммунных белков: чтобы быть эффективными при передаче, они должны быть устойчивыми и не терять антимикробную активность.
- Способность генерировать иммунитет на индивидуальном уровне и обмениваться им внутри колонии может быть одной из причин широкого географического распространения и экологического доминирования социальных насекомых.