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科学家对数千只蚂蚁进行了标记，以量化个体之间的互动行为，进而了解蚂蚁群体是如何保护自己免受疾病伤害的。
《科学》杂志11月23日载文称，奥地利科学技术研究所的西尔维亚•克里默（音译）与瑞士洛桑大学的劳伦特•凯勒等发现，当病原体入侵蚁群时，蚂蚁会通过改变自己的行为来避免疾病爆发。
群体密度过高和个体之间接触过密是疾病迅速传播的主要原因。为了保护蚁群免受疾病爆发的伤害，蚂蚁进化出了防御机制和社会分工。蚁群成员之间的互动并不是随机的，它们根据自身的年龄和需要完成任务，并且以子群体的形式组织起来。年轻的工蚁，即“护士”，负责在蚁穴中心照顾幼蚁，而年长的工蚁则成为觅食者，负责在蚁穴外收集食物。这些觅食蚂蚁更容易接触到病原体。
首先，研究人员使用凯勒团队开发的“条形码”系统对蚂蚁之间的互动进行了跟踪，尤其是观察了它们在疾病传播时的行为。实验中，他们在2266只蚂蚁身上放置了数字标签。每隔半秒钟，红外摄像机就会拍下蚁群的图像，由此研究人员就能跟踪和分析蚂蚁个体的运动和位置，以及它们之间的互动情况了。
研究人员发现，蚂蚁的分工行为是具有预防性的，可以降低疾病传播的风险。大约10%的工蚁会暴露在真菌孢子中，这些孢子很容易通过接触传播。研究人员发现，蚂蚁能迅速发现真菌孢子的存在，并迅速改变它们的行为，以增强防御机制。克里默解释说：“蚂蚁会改变它们的互动方式以及互动对象。”值得注意的是，这种改变是整个群体的反应，那些没有被孢子附着的蚂蚁也会改变它们的行为。凯勒补充说：“通过标记跟踪实验，我们认为蚂蚁会通过积极改变蚁群组织方式，以减少疾病的传播。”
接着，克里默团队建立了一种高敏感性的qPCR方法，研究人员可以借此精确测定蚂蚁身上的孢子携带量。在孢子感染后，由于蚂蚁改变了它们的互动方式，孢子的转移模式也随之发生了变化。只有少数携带高剂量病原体的蚂蚁才会患病。更多的蚂蚁只是被低剂量的病原体感染，它们基本不会因此患病，反而能起到保护作用——这与人类的遗传变异类似。克雷默说：“蚂蚁的免疫系统能够很好地应对这种低水平病原体，这为蚂蚁提供了一种免疫记忆。”
克里默等还发现，蚁群会对群体中最有价值的个体提供特别保护。蚁后是蚁群中唯一能繁殖后代的个体，护士工蚁是蚁群的主要劳动力。据研究人员实验统计，在发生病原体感染后，护士工蚁的死亡率明显低于觅食工蚁，而蚁后均能存活。克里默认为，了解蚂蚁对疾病的处理方案，可以为疾病动力学的研究提供借鉴。
科界原创
编译：灯丝
审稿：三水
责编：张梦
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：
https://phys.org/news/2018-11-ants-unity-strengthand-health.html
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