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Wie sich die Ameisengesellschaft aktiv neu organisiert, um die Ausbreitung von Krankheiten zu kontrollieren

A first study has shown how an Tier society actively reorganizes itself to reduce the spread of Gedächtnisverlust und Demenz (z.B. Alzheimer) erhöhen.

Generally speaking, high Bevölkerung density in a geographical region is the biggest factor which contributes to faster spread of a disease. When populations become dense it causes overcrowding which then leads to decline in living conditions. This causes the rate of disease transmission to increase mainly due to frequent and close contacts between individuals. Such populations become breeding grounds for infectious agents like viruses and bacteria.

Ameisenkolonie

Ameisen are organisms which thrive almost everywhere be it Wäldern or deserts and they live in large colonies or groups. Ants are known to be very social and this Verhalten gives them huge advantage over insects or animals which exist solitary. An ant colony is organized in sub-groups based upon their age and the tasks which each of these groups need to carry out. There are mainly three types of ants in a colony – queen ant, females who are mainly ‘workers’ and males. Their main goal is survival, growth and reproduction. So, ant’s interactions with other colony members are not really random as one would assume. The queen ant is the most important as only it can lay eggs and is the only member of an ant colony who can produce new members. The ‘younger’ ants, also called ‘nurses’ look after the brood at the centre of the colony. While ‘older’ ants act like foragers who travel and collect food from outside and for this reason older ants are more exposed and vulnerable to pathogens. A pathogenic invasion can cause spread of a disease and could likely terminate the entire colony.

Eine Studie in den veröffentlichten Wissenschaft zeigt, dass Ameisen, wenn ein Krankheitserreger in eine Ameisenkolonie eindringt, ihr Verhalten ändern, um ihre Kolonie vor einer drohenden Epidemie zu schützen. Sie schützen ihre Königin und ihre gesamte Brut vor der Ansteckung und haben dafür einen interessanten „Abwehrmechanismus“ entwickelt. Ein wichtiger Aspekt dieses Mechanismus ist die „soziale Organisation“, die innerhalb der Kolonie stattfindet. Forscher des Institute of Science and Technology Austria und der Universität Lausanne führten diese Studie durch, indem sie ein „Barcode“-System verwendeten, um die Interaktionen zwischen Ameisen innerhalb einer Kolonie unter normalen Umständen im Vergleich zur Ausbreitung einer Krankheit sorgfältig zu verfolgen und zu verstehen. Sie platzierten digitale Markierungen auf rund 2260 Gartenameisen und Infrarotkameras nahmen jede halbe Sekunde Bilder der Kolonie auf. Diese Methode ermöglichte es ihnen, die Bewegung sowie die Position jedes Ameisenmitglieds und auch ihre sozialen Interaktionen innerhalb der Kolonie zu verfolgen und zu messen.

Abwehrmechanismus von Ameisen

To initiate disease transmission, around 10 percent of older ants or foragers were exposed to fungal spores which spread very fast. A comparison of ant colonies before and post pathogen exposure was made. Clearly, ants quickly realized the presence of Pilz- spores and they subdivided themselves into groups and changed their interactions with each other. Nurses only interacted with nurses and foragers with only foragers and their interaction with each other was diminished. The entire colony of ants changed their response, even those ants that were not exposed to fungal spores. This can be seen as a preventive measure as it reduces the risk of disease spread. qPCR technique was used to quantify the number of spores carried by an ant as spores would amplify the targeted DNA molecule. A track was kept on the number of fungal spores. When ants changed their interaction, the pattern of fungal spores also kept changing which was noticeable in the readings.

Es war interessant zu sehen, dass die Ameisenkolonie ihre „wertvollen Mitglieder“ beschützt, die ihren Beitrag leisten können – Königin, Krankenschwestern und junge Arbeiterinnen – und ihr Überleben von größter Bedeutung war. Detaillierte Überlebensexperimente zeigten, dass jede Pathogenbelastung 24 Stunden nach der ersten Exposition direkt mit dem Tod durch Krankheit und mit einem hohen Korrelationswert korreliert. Die Sterblichkeit war bei älteren oder sammelnden Ameisen höher als bei Ameisen und das wertvollste Mitglied – die Ameisenkönigin – lebte bis zum Ende.

Diese Studie beleuchtet die Dynamik einer Krankheit aus der Sicht von Ameisen, die gemeinsam mit einem wahrscheinlichen Risiko einer Krankheitsausbreitung umgehen. Sie stellte fest, dass soziale Interaktionen zwischen Organismen von entscheidender Bedeutung während der Ausbreitung einer Krankheit sind. Die Forschung an Ameisen kann uns helfen, Prozesse zu verstehen, die für andere soziale Gruppen von Organismen relevant sein könnten. Wir müssen evaluieren, welche Auswirkungen das Krankheitsrisiko haben und welche geeigneten Kontrollmaßnahmen entwickelt werden können. Bevölkerungsweite Dynamik ist zwingend erforderlich, wenn Faktoren wie Immunologie, Krankheitsübertragung und Bevölkerungsstruktur berücksichtigt werden.

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{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}

Quelle (n)

Stroeymeyt N et al. 2018. Die Plastizität des sozialen Netzwerks verringert die Krankheitsübertragung bei einem eusozialen Insekt. Wissenschaft. 362(6417). https://doi.org/10.1126/science.aat4793

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