Уменьшение естественных сигналов: как коварные патогены прячутся от муравьев

Патогены – это болезнетворные организмы. Путем естественного отбора они вырабатывают механизмы уклонения, чтобы перехитрить иммунную систему хозяина и одержать верх. Один из способов поддержать иммунную систему и дать отпор — медицинское вмешательство. Однако это может привести к нежелательной адаптации патогенов, как это наблюдается у устойчивых к антибиотикам бактерий. Другой стратегией является социальное вмешательство. Некоторые социальные группы, такие как муравьи, пытаются бороться с инфекцией с помощью «социального иммунитета», коллективной гигиены и мер по охране здоровья, чтобы избежать распространения по всему сообществу. До сих пор неизвестно, могут ли и как патогены реагировать на такое групповое поведение.

Последнее исследование, проведенное профессором Сильвией Кремер и ее исследовательской группой в Институте науки и технологий Австрии (ISTA), показывает экстраординарные эффекты таких взаимодействий хозяина и паразита. Вместе с химиками-экологами из Вюрцбургского университета в Германии ученые внимательно изучили социальных муравьев, чтобы увидеть, как патогенные грибы реагируют на вмешательство социальной помощи их хозяев во время заражения.

«Грибы заражают муравьев с поверхности тела и растут внутри, но соседи по гнезду удаляют многие споры еще до того, как они могут вызвать внутреннюю инфекцию», — объясняет Барбара Милутинович, один из ведущих авторов. Ученые поставили эксперимент, в котором аргентинских муравьев ( Linepithemahumile ) заразили патогенным грибком Metarhizium либо в отсутствие, либо в присутствии особей муравьиной колонии, ухаживающих за членами колонии. «Мы обнаружили, что грибы коренным образом изменились в ответ на заботу рабочих муравьев», — продолжает Милутинович. В течение десяти циклов заражения, грибы, которые заражали колонию муравьев с присутствующими "знахарями", увеличили производство спор по сравнению с грибами, которые заражали колонию без муравьев - "знахарей". «Производство большего количества спор поможет грибку противодействовать удалению спор, помогая увеличивать количество больных по гнезду. Тем не менее, мы были удивлены, увидев, что муравьи меньше ухаживают за спорами», — добавляет Сильвия Кремер. «Это говорит о том, что муравьям стало труднее обнаруживать споры».

Грибы теряют свой типичный химический профиль

Чтобы выяснить, почему рабочие муравьи испытывают трудности с обнаружением грибов, и проанализировать возможные сигналы обнаружения грибов, ученые объединились с химиком-экологом из Вюрцбургского университета. Местный профессор Томас Шмитт объясняет: «Грибы, которые адаптировались к социальным хозяевам, воспринимались менее сильно из-за сильного сокращения специфического для грибов соединения, называемого эргостеролом». Эргостерол является важным мембранным соединением, которое есть у всех грибов. Воздействуя на муравьев чистым грибковым эргостеролом или немного другим негрибковым эквивалентом, исследователи поняли, что только грибковое соединение вызывает интенсивный уход за больными. Милутинович резюмирует: «Это демонстрирует, что грибковые патогены реагируют на присутствие ухаживающих муравьев, уменьшая их характерные грибковые сигналы».

Полученные данные подчеркивают влияние, которое социальные хозяева оказывают на патогены групповым поведением. «Удивительно, как меры коллективной гигиены запускают у патогена стратегии уклонения. Было бы интересно посмотреть, как в свою очередь отреагирует муравьиная колония. Может быть, они станут более чувствительными в обнаружении все более и более низких грибковых сигналов», — заключает Кремер.

Источник: https://www.nature.com/articles/s41559-023-01981-6

Предыдущая статья Следующая статья