Муравьи ампутируют ноги своим товарищам, чтобы спасти им жизнь

Исследователи пришли к выводу, что в отсутствие естественных противомикробных соединений ампутация инфицированных конечностей становится решающей стратегией выживания.

Муравьи Camponotus floridanus, широко известные как муравьи-плотники Флориды, — это вид муравьев, обитающий на юго-востоке США, особенно во Флориде

Группа исследователей только что опубликовала статью в журнале Current Biology . первый пример использования ампутаций у животных, не являющихся людьми, для лечения инфекций, которые в противном случае могли бы привести к смерти. На протяжении десятилетий мы знали, что многие виды животных наносят на раны противомикробные соединения. Муравьи используют противомикробные выделения из метаплевральной железы для борьбы с патогенами, но эта железа была потеряна с течением времени у нескольких родов, включая Camponotus floridanus , широко известных как муравьи-плотники Флориды.

Изучая реакцию товарищей по гнезду на раненых особей муравья-плотника из Флориды, исследователи обнаружили, что травма ноги здорового рабочего часто приводила к ампутации пораженной конечности товарищей по гнезду. Эксперименты подтвердили нечто гораздо более интересное. Реакция зависела от места повреждения: при ранении муравьев на уровне бедренной кости ампутация сородичами происходила в 76% случаев. Напротив, ампутация никогда не происходила у муравьев, если травма произошла на большеберцовой кости.

Когда этот муравей получает травму ноги, его товарищи по гнезду осторожно ампутируют поврежденную конечность. Сначала они начинают с облизывания раны, чтобы очистить ее. Затем они поднимаются ротовым аппаратом по поврежденной ноге, пока не достигают вертела — сустава, в котором нога соединяется с телом. Оказавшись там, они начинают неоднократно кусать ногу, пока не отрезают ее. Этот процесс может занять около 240 минут, что гарантирует, что ампутация будет проведена точно и эффективно, чтобы избежать других инфекций и помочь раненому муравью выжить.

Исследователи предполагают, что ампутации могут быть способом предотвратить распространение инфекций среди раненых. Чтобы подтвердить это, они исследовали, является ли Pseudomonas aeruginosa , тип патогена, смертельным для охотящегося на термитов муравья Megaponera analis , также смертельным для флоридского дятла. Они применили бактерии и обнаружили, что 95% муравьев с этими бактериями в ранах умерли в течение 72 часов, аналогично тому, что происходит с M. analis .

Исследователи пришли к выводу, что в отсутствие естественных противомикробных соединений ампутация инфицированных конечностей становится решающей стратегией выживания.

Эти эксперименты также подтвердили, что рабочие ампутируют ноги только муравьям с повреждениями на бедренной кости, а это означает, что они делают выбор. Среди особей, которые были возвращены в свою колонию, ни одному из 24 муравьев с повреждениями на голени не были ампутированы ноги, а у 21 из 24 муравьев с повреждениями на бедренной кости были ампутированы ноги. Интересно, что в исследовании можно прочитать, что три муравья с травмами бедренной кости, которым не ампутировали ноги, умерли, а 21 особь, которым были ампутированы ноги, выжила.

Почему муравьи предпочли ампутацию, если рана находится на бедренной кости, а не на голени? Ответ может лежать в анатомии муравьев. У насекомых большая часть мышц ноги, ответственных за циркуляцию гемолимфы (эквивалента крови у этих животных), находится в бедренной кости. Если травмы бедренной кости приводят к снижению эффективности циркуляции гемолимфы, возможно, что ампутация через 1 час может предотвратить распространение возбудителя по всему организму. При травмах большеберцовой кости время, необходимое для ампутации, будет слишком длительным, чтобы эффективно предотвратить распространение возбудителя.

То есть, ампутировав бедренную кость, муравьи могут быстро перекрыть основной источник циркуляции гемолимфы, не давая возбудителям распространиться по организму. С другой стороны, чтобы быть эффективной, ампутацию при травмах большеберцовой кости необходимо проводить немедленно.

«В заключение мы обнаружили уникальное поведение в животном мире для борьбы с инфекциями: рабочие муравьев вида C. floridanus ампутируют ноги муравьям с ранами на бедренной кости. «Наши эксперименты показали, что такое поведение значительно увеличивает вероятность выживания раненого муравья». (Вы можете увидеть: Вот как выглядит самый большой вулкан Солнечной системы.)