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我们能从蚂蚁身上学到哪些关于流行病的知识?

蚁群基本上是防病的。原因如下。

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图片来源:Alex Wild

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它们在进入家园之前会自我清洁。它们使用特殊的化学物质进行消毒。它们限制了高流量区域的进入。而且,它们不是人类——它们是蚂蚁。在我们社会距离成为家喻户晓的词汇很久以前,蚂蚁就已经在实践一种形式的社会距离来抵御巢穴中的疾病。而且它们做得很好。

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尽管生活环境拥挤,种群数量庞大,但蚂蚁能有效地防止其种群内部发生疫情。事实上,在野外几乎找不到疫情和病态的蚁群。在很大程度上,蚂蚁是地球上最成功的物种之一。根据一些估计,它们几乎占所有陆地动物生物总量的四分之一。并且由于它们演化出了社会措施,蚂蚁的行为常常显得极其聪明——但实际上并非如此。

“你可以从动物身上学到一些东西,尽管这与人类的情况大不相同,”研究布里斯托大学蚂蚁的科研人员Nathalie Stroeymeyt说。“有一些行之有效的、经过选择的一般性原则,你可以从中获得灵感。” 人类社区在抵御本代最大规模的疫情:请注意。

许多种类的蚂蚁都观察到这些能够遏制疾病的社会习俗,包括按巢穴内的角色区分群体,进行自我消毒和清洁生活区域,并将树脂与自身的毒液混合以杀死病原体孢子。

社交距离的蚂蚁

蚂蚁在如何给彼此留出足够空间方面,或许能给人类一些启示——尤其是在疫情期间。Stroeymeyt领导的一项发表在《科学》杂志上的2018年研究发现,当花园蚂蚁的蚁群暴露于病原体时,它们的行为会发生改变。蚂蚁已经分为两组:负责照顾巢穴内幼虫的工蚁,以及负责在外觅食的工蚁。在研究人员将11个蚁群暴露于传染性孢子后,每个蚁群中的蚂蚁开始减少与其他群体的互动,而增加与同群体内部的互动。

这些群体有效地变得更加分离,从而阻止了孢子的传播。更重要的是,在研究人员对另外11个蚁群进行单独实验后,蚂蚁保护了研究中所谓的“高价值”个体:蚁后和年轻的工蚁,它们总是存活下来,并且孢子暴露量较少。而低水平暴露于孢子数量更多的蚂蚁则表现出比人类接种疫苗时更高的免疫反应。

消毒和梳理

我们可以从蚂蚁身上学到的不仅仅是它们保持社交距离的方式。发表在《进化生物学杂志》上的一项研究描述了蚂蚁如何对彼此进行清洁和消毒。奥地利科学技术研究所(IST Austria)的研究人员在2018年发表的另一项研究在此基础上发现,它们会根据巢穴同伴的感染程度来调整卫生护理。

巢穴同伴不仅在进入巢穴前会自我梳理,还会互相梳理,这是一种称为“互相梳理”的做法:用物理方式清除同伴身体上可能带有传染性的颗粒。在梳理接触过一种以上病原体的巢穴同伴时,蚂蚁会调整梳理技术,增加使用自身的抗菌毒液,并减少身体接触。同样,在另一项蚂蚁接种预防疾病的实验中,身体上只有少量孢子的蚂蚁实际上对真菌孢子产生了更高的免疫力。

在巢穴甚至建立之前,蚂蚁还会利用化学物质来阻止病原体进入。许多种类的蚂蚁在毒腺中会产生一种称为甲酸的毒性物质。它们通常单独使用它来对抗捕食者或消毒巢穴。就像人类喜欢搬进干净的公寓一样,蚂蚁在搬入新的生活区域之前,会使用这种有毒的甲酸对其进行消毒。

在IST Austria的另一项研究中,研究人员发现入侵性花园蚂蚁会用甲酸喷洒它们的居住区域,而含有蛹的卵茧在这个通常有毒的物质中却具有抵抗力。“当我们使用有害的清洁产品时,我们会戴上手套保护自己,”参与该研究的Sylvia Cremer在新闻稿中说。“卵茧起到了类似防护手套的作用。”

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天然疗法

除了自我和互相梳理,蚂蚁还有更多对抗疾病的策略。木蚁使用与花园蚂蚁相同的甲酸来清洁巢穴和对抗捕食者。它们还收集巢穴外的树脂,树脂具有抗菌特性,并将它放在幼虫附近。但是,一项由瑞士洛桑大学研究员Michel Chapuisat领导的研究表明,它们并非单独使用每种物质,而是将两者混合在巢穴中,以创造出更强大的抗真菌剂。

他的团队将树枝、石头和树脂等巢穴材料放在工蚁附近,并将另一组材料作为对照。他们发现在靠近蚂蚁的树脂上存在甲酸。此外,与工蚁未接触过的树脂相比,工蚁接触过的树脂具有更高的抗真菌特性。接触过甲酸的其他巢穴材料则没有这种消毒特性。

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“可能有一些基因参与了收集树脂的倾向,这些基因经过了进化选择。没有一只蚂蚁曾想过‘我如何才能杀死疾病?’” Chapuisat说。“但我们可以从中学习的是一般性原则。” 就像蚂蚁一样,我们对抗疾病传播最强大的工具之一确实是自然界中发现的物质。

以蚂蚁为向导,科学家们可以评估社交距离、消毒甚至利用自然界化合物等策略的有效性。Stroeymeyt的新研究甚至将通过观察昆虫并选择那些与他人接触最多的蚂蚁,来将蚂蚁作为“超级传播者”的模型。这种模型未来可能用于帮助识别社区中的潜在超级传播者,并首先对他们进行疫苗接种或免疫。

当然,有些蚂蚁的策略对我们不起作用,比如在幼虫感染时毒杀它们并将其赶出巢穴。但重点不在于人类模仿蚂蚁,而在于做人类最擅长的事情:选择并应用大自然中最好的部分来为我们自己所用。

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