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

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

Eine erste Studie hat gezeigt, wie sich eine Tiergesellschaft aktiv neu organisiert, um die Ausbreitung von Krankheiten einzudämmen.

Im Allgemeinen ist eine hohe Bevölkerungsdichte in einer geografischen Region der größte Faktor, der zu einer schnelleren Ausbreitung einer Krankheit beiträgt. Wenn die Bevölkerung dichter wird, führt dies zu Überbelegung, was wiederum zu einer Verschlechterung der Lebensbedingungen führt. Dies führt dazu, dass die Rate der Krankheitsübertragung hauptsächlich aufgrund häufiger und enger Kontakte zwischen den Personen steigt. Solche Populationen werden zu Brutstätten für Infektionserreger wie Viren und Bakterien.

Ameisenkolonie

Ameisen sind Organismen, die fast überall gedeihen, seien es Wälder oder Wüsten, und sie leben in großen Kolonien oder Gruppen. Ameisen sind bekannt dafür, sehr sozial zu sein, und dieses Verhalten gibt ihnen einen großen Vorteil gegenüber Insekten oder Tieren, die einzeln leben. Eine Ameisenkolonie wird nach ihrem Alter und den Aufgaben, die jede dieser Gruppen zu erfüllen hat, in Untergruppen organisiert. Es gibt hauptsächlich drei Arten von Ameisen in einer Kolonie: Ameisenkönigin, Weibchen, die hauptsächlich „Arbeiterinnen“ sind, und Männchen. Ihr Hauptziel ist Überleben, Wachstum und Fortpflanzung. Die Interaktionen der Ameisen mit anderen Koloniemitgliedern sind also nicht wirklich zufällig, wie man annehmen würde. Die Ameisenkönigin ist die wichtigste, da nur sie Eier legen kann und als einziges Mitglied einer Ameisenkolonie neue Mitglieder produzieren kann. Die „jüngeren“ Ameisen, auch „Krankenschwestern“ genannt, kümmern sich im Zentrum der Kolonie um die Brut. Während sich "ältere" Ameisen wie Sammler verhalten, die reisen und Nahrung von außen sammeln, sind ältere Ameisen anfälliger für Krankheitserreger. Eine pathogene Invasion kann die Ausbreitung einer Krankheit verursachen und wahrscheinlich die gesamte Kolonie zerstören.

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

Um eine Krankheitsübertragung einzuleiten, wurden etwa 10 Prozent der älteren Ameisen oder Sammlerinnen Pilzsporen ausgesetzt, die sich sehr schnell ausbreiten. Es wurde ein Vergleich der Ameisenkolonien vor und nach der Pathogenexposition durchgeführt. Ameisen erkannten offensichtlich schnell das Vorhandensein von Pilzsporen und teilten sich in Gruppen auf und änderten ihre Interaktionen untereinander. Krankenschwestern interagierten nur mit Krankenschwestern und Sammler nur mit Sammlern und ihre Interaktion untereinander war vermindert. Die gesamte Ameisenkolonie änderte ihre Reaktion, sogar die Ameisen, die keinen Pilzsporen ausgesetzt waren. Dies kann als vorbeugende Maßnahme angesehen werden, da es das Risiko einer Krankheitsausbreitung verringert. Die qPCR-Technik wurde verwendet, um die Anzahl der von einer Ameise getragenen Sporen zu quantifizieren, da Sporen das anvisierte DNA-Molekül amplifizieren würden. Die Anzahl der Pilzsporen wurde verfolgt. Wenn Ameisen ihre Interaktion änderten, änderte sich auch das Muster der Pilzsporen ständig, was in den Messwerten erkennbar war.

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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