发现分工会影响克隆蚁群的感染风险

在《自然通讯》杂志上的一项新研究中，包括马克斯·普朗克化学生态学研究所的科学家在内的一个国际研究小组报告说，考虑到相同的基因组成，个体行为本身就决定了社会群体中的个体是否会感染疾病。

在巢外觅食的Ooceraeabiroi克隆掠食蚁比在巢内的同种蚂蚁更容易被寄生线虫感染。研究小组还观察到，蚁群中的疾病改变了所有蚂蚁的行为：患病和健康的蚂蚁都留在巢中，劳动分工减少，影响了蚁群的整体社会组织。

清楚地表明，并非所有人都同样面临感染这种新病毒的风险。老年人、病人和有健康问题的人需要特别保护，因为感染危及生命的疾病或死于病毒的风险大大增加。除此之外，由于我们的职业活动，感染病毒的风险也分布不均。绝不是每个人都能够通过在家工作来保护自己不与感染者接触。

所谓的“系统相关”职业往往是那些与潜在病毒携带者接触次数特别多的职业：护理和医疗部门、儿童保育和教学以及提供日常必需品的工作。

“劳动分工，即社会群体的不同成员执行不同任务的事实，长期以来被认为会导致不同的疾病暴露。一个常见的假设是，劳动分工可能导致群体成员不平等地接触病原体或寄生虫，”研究负责人、马克斯·普朗克化学生态学研究所的YukoUlrich解释道。她是LiseMeitner社会行为小组的负责人。

然而，通过实验检验这一假设并不容易，因为饮食、年龄和个人敏感性等其他因素也常常发挥作用。

在洛克菲勒大学DanielKronauer小组的博士后工作中，YukoUlrich参与建立克隆掠食蚁Ooceraeabiroi作为研究个体行为对社会组织影响的模型。该物种的工蚁没有蚁后，通过未受精的卵进行无性繁殖，这些卵发育成基因几乎相同的个体。因此，蚁群的所有成员在基因上都是相同的，研究人员可以在完全相同的条件下观察相同年龄的蚁群——这是检验这一假设的理想模型系统。

目前研究的重点是寄生线虫引起的病害。它们感染蚂蚁头部的特定腺体。行为研究是使用自动行为跟踪进行的，它可以使用视频对蚁群中每只蚂蚁的行为进行计算机分析。这种对个体的追踪是在许多蚁群中同时进行的。这个复杂的系统产生的数据远多于人类观察和手动评估产生的数据。

“我们观察到，个体行为本身就会影响它们的感染风险。例如，花更多时间在巢外觅食的蚂蚁比具有相同基因型和年龄但在巢内花更多时间的个体更容易被感染，”首先作者李子迈总结了行为分析的主要发现。

研究小组发现，寄生虫感染会显着降低蚂蚁的存活率。遗传分析表明，受感染的蚂蚁表现出基因表达模式的改变。此外，科学家们使用气相色谱分析发现，受感染蚂蚁的气味特征发生了变化。蚂蚁的角质层覆盖着一层由各种碳氢化合物组成的蜡质层。

“我们的化学分析表明，感染改变了克隆掠夺蚁角质层上所有角质层烃类的相对丰度：正构烷烃和甲基支链烷烃在感染个体中的相对丰度较低。这些物质被认为与干燥有关蚂蚁之间的抵抗和交流，”李子迈说。

蚁群中的感染会改变所有蚂蚁的行为，甚至包括健康的蚂蚁

行为观察还揭示了一个相当令人惊讶的结果：蚁群内的分工不仅影响个体蚂蚁的感染风险，而且感染还控制着蚂蚁的行为。不仅受感染的动物在巢中度过了更多的时间，而且它们健康的同伴也在巢中度过了更多的时间。

“我们惊讶地发现，感染的存在不仅减少了直接宿主的巢外活动，还减少了未感染的巢友的活动。由于巢友没有被感染，我们没想到它们的行为也会改变;它们的行为变化是不是直接由感染引起的。这一观察结果提出了我们需要进一步研究的新问题。我们想知道蚂蚁是否能够识别其巢穴同伴的感染状态，以及这是否会引起健康蚂蚁所表现出的某种照顾行为靠近病人，”李子迈说。

另一种解释是寄生虫引起这些行为变化是为了能够进一步繁殖。这是因为寄生虫感染会导致健康和患病的蚂蚁更频繁地在巢中聚集，这会增加传播的可能性。研究人员发现，受感染蚂蚁的气味特征的改变也可能发挥了作用。

“这项研究提出了许多问题，我们希望在后续研究中得到解答。例如，我们想知道为什么线虫会感染蚂蚁头部的这个腺体。我们也对蚂蚁的化学通讯如何变化感兴趣“当一些个体被感染时。最后，我们想知道蚂蚁行为的变化是否有利于它们自己的群体或寄生虫，”尤科·乌尔里希说。

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