Mravenci jsou mistry obrany proti nakažlivým nemocem. Dokázali dotáhnout do dokonalosti společnou péči jeden o druhého, aby tak zabránili šíření nemocí v kolonii. Jak ale jednotlivý mravenec pozná, koho má ošetřovat? Zaměřil se na to tým rakouských a slovenských vědců, který to zkoumal z pohledu více oborů – biologie, epidemiologie nebo matematiky.
Mravenci jsou dokonalí epidemiologové. Infekční nemoci zvládají díky jednotě
Kromě lidských velkoměst je jen málo míst, která by nahrávala šíření nakažlivých nemocí víc než mraveniště. Droboučtí tvorečkové žijí natěsnaní v obrovských koloniích, jsou tam namačkaní jeden na druhého a nabízejí tak infekcím ideální možnosti k tomu, aby se šířily. Ale přesto se (většinou) nešíří.
Mravenci se totiž v boji proti nakažlivým nemocem dokáží sjednotit a spolupracovat při kontrole epidemie jako žádný jiný známý druh. Podobně jako lidé se ti zdraví starají o nemocné.
Mravenci žijící v mraveniších podle starších studií zvládají takřka dokonale to, čemu lidé říkají epidemiologie – tedy společnou ochranu proti nakažlivým nemocem. Základem je v ní společenská imunita, což je jednoduché vyjádření toho, že o ochranu kolonie se musí snažit všichni její členové a čím lépe na tom spolupracují, tím lépe tento štít proti infekcím funguje.
Předchozí studie popsaly, jak se členové kolonie o sebe navzájem starají, zejména tím, že z infikovaných hnízdních kolegů odstraňují zárodky a spory a postřikují je přirozenými dezinfekčními chemikáliemi.
Fyzika, matematika, epidemiologie
Tento výzkum byl tak složitý, že se pro něj musely spojit tři různé obory. Experimentální biologii zastupovala Sylvia Cremerová, teoretickou fyziku Gašper Tkačik a matematiku Katarína Boďová z Univerzity Komenského v Bratislavě. Výsledky vydali v renomovaném časopise Nature Communications.
V rámci experimentu sledovali chování mravenců druhu Lasius neglectus a pozorovali, jak moc houbových spor na svých tělech nesou. A co s tím dělají. Ukázalo se, že mravenci se při ošetřování přednostně zaměřují na nejinfekčnějšího člena kolonie, tedy toho, který má největší nálož patogenu. „Mravenci si obvykle vybírají toho, kdo má aktuálně nejvyšší nálož spor, ačkoli nálož spor se neustále mění v důsledku samotné péče o ostatní,“ vysvětlují autoři. „To jim umožňuje dynamicky reagovat na změny v ohrožení nemocí.“
Na rozdíl od lidských nemocnic se ale také starají o ostatní hned poté, co jsou sami ošetření: jako by se člověk v nemocnici po vyléčení z nemoci okamžitě stal zdravotní sestrou.
Mravenci neposuzují jenom míru nakažlivosti ostatních, ale jsou také citliví na „sociální zpětnou vazbu“, kterou dostávají od zbytku kolonie ohledně své vlastní nakažlivosti. Zjednodušeně: ti silně nakažení dostávají od zbytku mraveniště jasný signál, ať se ani nepokoušejí starat o ostatní, kteří trpí méně.
Tato jedinečná kombinace jednoduchých pravidel vede k tomu, že nejvíce infekční členové kolonie jsou ošetřováni nejméně infekčními členy kolonie. Podle autorů studie to vede k vysoce účinné kontrole nákazy na úrovni celé kolonie.
Bez spolupráce by to nešlo
Experimentální přístupy ale mají své limity. Vědci sice mohli pozorovat, co mravenci dělají, ale nebyli schopní vysvětlit, proč to dělají. Individuální rozhodování, které formuje skupinové chování, zůstávalo záhadou. To pomohli vysvětlit až matematici a fyzici v týmu.
Společně odhalili, které informace mravenci využívají při rozhodování, kdy se zapojí do péče o druhé a na koho se zaměří. Boďová vysvětluje: „Mravenci se řídí jednoduchým pravidlem. Když se setkají s jiným mravencem, který má hodně výtrusů (hub), je pravděpodobnější, že se o něj budou starat.“ To znamená, že mravenci si nemusí pamatovat množství spor u všech členů kolonie, ale mohou se spolehnout pouze na informace, které získají z kontaktu s mravenci ve svém okolí.
Tento systém samozřejmě není dokonalý. Mravenci také někdy ošetřují méně infekční jedince. Mnoho drobných vychýlení směrem k ošetřování mravenců s vyšším množstvím infekčních hub, které provádějí všichni členové kolonie, se ale kumuluje do jasného výběru a účinného čištění na úrovni kolonie. Mravenci mohou reagovat na minimální rozdíly v množství spor, ale rozhodují se přesněji, když je rozdíl vyšší.
„Stále nevíme, jak mravenci vnímají rozdíl v zatížení sporami. Možná mají infekčnější mravenci silnější houbový pach,“ popisuje hypotézu Cremerová. Možným vodítkem by pro ně mohl být estrogel, což je základní membránová sloučenina, kterou mají všechny houby.
