Afričtí mravenci dokáží u svých zraněných bojovníků odhalit bakteriální infekci. A potom na ni aplikují účinná antibiotika, která snižují smrtnost z devadesáti procent na dvacet, popsala nová studie.
Mravenci léčí své válečné invalidy pomocí antibiotik. A jsou v tom velmi úspěšní, prokázal výzkum
Nájezd proběhl jako obvykle těsně po úsvitu, krátce po šesté ranní. Po bitvě na zemi zůstávají stovky těl. Zranění se pokoušejí dostat pryč, ale chybí jim celé končetiny, v tělech mají obrovské díry. Úmrtnost na taková zranění je přes osmdesát procent. Ke zraněným vojákům nakonec přibíhají jejich druhové a zachraňují je – odnášejí je z bojiště a starají se o ně. Těm nejhůř zraněným pak aplikují na rány antibiotika.
Toto není popis dění na nějakém moderním lidském bojišti, ale ve zvířecí říši. Jde o líčení situace po nájezdu mravenců druhu Megaponera analis, jimž se podle afrického kmene známého svou bojovností říká matabelští mravenci.
GALERIE
Mravenci Megaponera analis
Ve světě hmyzu jde o agresory. Jejich kořistí jsou termiti, na jejichž sídla se vrhají v jednotkách o počtu přibližně 200 až 500 vojáků. Nejprve asi hodinu pevnost nepřátel prozkoumávají, aby našli slabiny obrany, a nakonec zaútočí. Větší válečníci ničí opevnění, menší pronikají dovnitř, odkud unášejí těla pobitých termitů. Celou dobu po sobě zanechávají feromonové stopy, takže dělníci pak mohou přenášet kořist do domovského mraveniště.
Takový koordinovaný útok sice vypadá jako dokonalý, ale obránci, v tomto případě termiti, se díky evoluci dokázali svým nepřátelům stejně dobře přizpůsobit. Matabelští jsou sice výrazně větší (se svými 2,5 centimetru patří mezi největší mravence vůbec), ale termiti jsou zase v termitišti doma a využívají také svou početní převahu. Spousta agresorů tak skončí s různě vážnými zraněními.
Paramedici se šesti končetinami
Roku 2017 myrmekologové popsali, že matabelští své zraněné cíleně zachraňují. „Tento druh chování byste u mravenců nečekali; vždy si je představujeme jako tvory, pro něž je typické, že se jedinec automaticky obětuje pro dobro zbytku kolonie,“ vyjádřil se tehdy biolog Erik Frank, který na tomto výzkumu pracoval.
Zdraví mravenci nezachraňují ty zraněné jen tak. Nejprve jim musí přijít prosba o pomoc. Tu poranění vysílají pomocí chemických žláz v kusadlech, jimiž vysílají do svého okolí feromony. Jde o chemické signály, které ostatní mravenci vnímají a okamžitě na ně reagují.
Do mraveniště si pak odnesou nejen mrtvá tělíčka zabitých termitů, ale také mravence, kteří utrpěli zranění v boji – například přišli o tykadla nebo končetiny, a nejsou tedy schopní samostatného pohybu. Zdá se, že takových „válečných invalidů“ zachrání až 96 procent. Pokud by to neudělali, přežila by zraněných asi třetina.
Antibiotika v praxi
Profesor Frank ve svém výzkumu matabelských mravenců pokračoval dál a na konci roku 2023 vydal novou studii, kde popsal rekonvalescenci poranění. Zvířata ve volné přírodě velmi často umírají na infekce, přičemž toto riziko je obzvláště vysoké u druhů, které žijí ve skupinách, kde se patogeny mohou snadno přenášet. Mnoho savců má ve slinách molekuly s antiseptickými vlastnostmi a ví se, že si olizují rány, čímž se pravděpodobně snaží ohrožující množství bakterií snížit.
Podle Franka a jeho kolegů jde ale u savců o čistě instinktivní chování – zranění si olizují vždy a nejsou tedy zřejmě schopní rozpoznat, jestli už jsou infikovaná. Mravenci jsou v tom navzdory svému malému mozku schopnější. Nový výzkum ukazuje, že až 22 procent útočníků přišlo o jednu nebo více nohou. Jejich nezranění spolubojovníci je ale odnesou zpět do hnízda, kde jim ránu do tří hodin od utržení olíznou a ošetří.
Hlavní příčinou smrti je u matabelských bakterie Pseudomonas aeruginosa. Ukázalo se, že právě rány infikované touto bakterií reagují jinak a častěji je ošetřují. Už dříve vědci objevili na hrudi mravenců takzvanou metapleurální žlázu, která vylučuje směs látek připomínajících naše dezinfekční prostředky. Ničí mikroorganismy a plísně a mravenci jimi asanují vlhké prostředí svých podzemních hnízd.
Tento orgán vytváří u matabelských 112 organických sloučenin, z nichž 23 je vědě neznámých. Frank a jeho kolegové je testovali a zjistili, že přibližně polovina z nich má buď antimikrobiální účinky, nebo hojí rány jiným způsobem. Účel ostatních není jasný. „S výjimkou člověka neznám žádného jiného živého tvora, který by dokázal provádět tak sofistikované lékařské ošetření ran,“ uvedl vědec.
Vytvářet tyto složité molekuly stojí mravence spoustu energie, takže jimi nechtějí plýtvat na zranění, jež nejsou životu nebezpečná. A tak si vyvinuli si schopnost detekovat výše popsané bakterie – a možná i některé další. Jiné druhy mravenců, které žijí méně nebezpečným způsobem života, produkují mnohem méně chemických látek s potenciálním antibiotickým profilem.
Léčba je nezbytná, protože smrtící bakterie jsou v prostředí mravenců běžné. Když autoři aplikovali půdu z oblastí obývaných matabelskými na rány, bakteriální zátěž během dvou hodin prudce vzrostla, a to nejen v místě zranění, ale i v hrudních koších mravenců. Když vědci nakažené mravence umístili do izolace, 90 procent z nich do 36 hodin uhynulo. U těch, kteří se vrátili do kolonie, to bylo jenom 22 procent, což dokazuje účinnost léčby. Na druhé straně mravenci, kteří byli zraněni, ale nebyli infikováni, měli podobnou míru přežití o samotě i v hnízdě.
A možná i praktické využití
Moderní svět se potýká se stoupající odolností různých baterií vůči antibiotikům, takže není divu, že autoři uvažují i nad praktickým využitím jejich objevu. Gen kódující u matabelských nejrozšířenější antimikrobiální proteiny by mohl být zajímavým cílem zkoumání – už jen proto, že bakterie Pseudomonas aeruginosa je jednou z hlavních příčin komplikací u zranění ve válkách i u lidí.
Na této studii se podílela i původem česká vědkyně Lucie Kešnerová, která působí na univerzitě v Lausanne.