Исследование на плодовых мушках показывает: половой состав группы влияет на передачу болезни

"Нулевой пациент" не является единственным виновником, когда инфекция укореняется в популяции. Учёные из Университета Райса установили, что социальный контекст в сообществе сильно влияет на распространение болезни.

Исследователи, изучавшие плодовых мушек (Drosophila), обнаружили, что соотношение самок и самцов, а также брачная динамика в группе являются важными показателями того, как будет развиваться вспышка заболевания. Хотя ни один генотип не был подвержен большему риску, чем другой, учёные выяснили, что самцы в сообществе сталкивались с повышенным риском заражения, когда их количество было умеренно меньше, чем самок.

Исследование под руководством постдока Ника Кейзера, эволюционного биолога Джулии Солц и эколога сообществ Фолькера Рудольфа первым изучило, как поведение заразного хозяина и социальные факторы внутри популяции сочетаются, влияя на распространение болезни. Результаты опубликованы в журнале Behavioral Ecology.

Плодовые мушки — объект изучения в лаборатории Солц из-за быстрого размножения и простоты манипуляций. Грибок Metarhizium robertsii, смертельный для мух и многих других насекомых, может передаваться при тесном физическом контакте (включая спаривание) и через окружающую среду. В этом исследовании команда изучила, как грибок может распространиться от одной заражённой особи к другим членам группы.

Исследователи сформировали 66 социальных групп мушек трёх генотипов с известными поведенческими характеристиками (частота спаривания, склонность к скоплению, агрессивность) и с пятью различными соотношениями полов — от 0 до 100% самок.

В каждой группе измеряли социальное поведение, после чего добавляли одного заражённого индивида ("нулевого пациента" — самца или самку) и позволяли им взаимодействовать два часа. Благодаря меткам краской на спинках можно было отслеживать их социальное поведение, скопления и брачную динамику.

Ключевые выводы:

• Нет генотипических различий в риске заражения. Ожидалась чёткая связь, но её не обнаружили.
• Социальный контекст группы оказал наибольшее влияние. Риск заражения зависит не только от ваших черт, но и от характеристик социальной группы, в которой вы находитесь.
• Самцы в группах с преобладанием самок подвергались большему риску. В такой среде больше возможностей для спаривания. Самцы увеличивают брачное и агрессивное поведение, что, вероятно, повышает вероятность заражения во время ухаживаний или драк. Они меняют поведение в зависимости от социальной среды и непреднамеренно влияют на собственный риск.
• Пол "нулевого пациента" меняет картину. Когда "нулевым пациентом" была самка, риск заражения для самцов в сообществе (независимо от их брачной истории) был в четыре раза выше, чем для самок. Когда "нулевым пациентом" был самец, риск заражения сильнее зависел от частоты спаривания, но был одинаков для обоих полов. Это указывает, что личность первого носителя может менять значимость того или иного пути передачи.
• Мухи, которые не спаривались, были в наибольшей безопасности, но не полностью защищены. Заразились только 10% "девственных" мух, вероятно, от спор грибка на пище или при контакте с другими особями.

Вывод: Связь между чертами хозяина и риском болезни интересна, но "ни один индивид не является островом". Предыдущие исследования, пытавшиеся связать различия в риске заражения исключительно с чертами первоначального носителя, были недостаточны. Риск заражения формируется в социальном контексте и может зависеть от всей социальной группы.