蚂蚁如何做出个人决定以达到集体卫生

蚂蚁是研究合作的完美模型，尤其是在预防疾病传播方面。与医院类似，健康的人会照顾生病的人。然而，虽然医院已经制定了分流规则来确定首先治疗谁，但最终形成蚁群集体卫生的个人决定尚不清楚。到目前为止。

为了阐明单个蚂蚁在治疗群体成员时的决策，ISTA 的实验生物学家Sylvia Cremer 和她的研究团队与来自布拉迪斯拉发夸美纽斯大学的同事兼理论物理学家Gašper Tkačik和数学家Katarína Boďová合作。在他们发表在《自然通讯》杂志上的多学科研究中，科学家们使用花园蚂蚁和真菌细菌来了解蚂蚁在进行个人梳理选择时会考虑哪些信息。

随着时间的推移，对蚂蚁行为的观察和对每个蚁群成员的孢子负荷(真菌孢子的数量)的分析表明，蚂蚁优先针对最具感染力的同巢伙伴进行梳理。此外，蚂蚁不会在其他蚂蚁自己梳理后立即梳理它们。因此，蚂蚁不仅评估其他人的传染性水平，而且对它们从蚁群收到的

(资料图)

团队合作成就梦想 群居蚂蚁是合作防御疾病的高手，这产生了被称为“社会免疫力”

的蚁群级保护——集体努力降低疾病在整个蚁群中传播的风险。先前的研究描述了蜂群成员如何相互照顾，特别是清除受感染同窝伙伴身上的细菌和孢子，并向它们喷洒消毒化学品。但是他们怎么知道他们应该培养谁呢?

蚂蚁以最具传染性的群体成员为目标

为了回答这些问题，科学家们将蚂蚁置于一个有两个蚁群成员的实验环境中，每个蚁群的外部都携带着不同数量的真菌孢子。然后，梳理蚂蚁可以决定如何在两个蚁群巢穴之间管理它们的医疗保健。经过仔细的行为观察，Cremer 小组的前博士生芭芭拉·卡西利亚斯 (Barbara Casillas) 在蚂蚁的梳理模式中发现了一个有趣的现象。

蚂蚁优先瞄准携带最多孢子的个体，这些个体对蚁群来说代表着最大的疾病风险。“蚂蚁通常会选择当前孢子载量最高的蚂蚁，尽管由于梳理本身，孢子载量会不断变化，”Cremer 解释道。“这使蚂蚁能够对疾病威胁的变化做出动态反应。”

理解蚂蚁行为的理论

然而，实验方法有其局限性。科学家们可以观察蚂蚁在做什么，但无法破译它们这样做的原因。形成群体行为的个人决策仍然是一个黑匣子。夸美纽斯大学助理教授数​​学家 Katarína Boďová 和 ISTA 理论物理学家 Gašper Tkačik 共同接受了挑战。

该团队共同揭示了蚂蚁在决定何时进行梳理以及针对谁进行梳理时使用了哪些信息。Boďová 解释说：“蚂蚁遵循一个简单的‘经验法则’：当它们遇到另一只带有大量孢子的蚂蚁时，它们更有可能为这只蚂蚁梳毛。” 这意味着蚂蚁不需要记住所有蚁群成员的孢子载量，而只需依赖它们从与周围蚂蚁接触中收集到的信息。

然而，该系统并不完美。蚂蚁有时也会为传染性较低的个体梳理毛发。但是，所有蚁群成员对带有大量传染性真菌的蚂蚁进行梳理的许多小偏见累积起来，导致了蚁群层面的明确选择和有效清洁。蚂蚁可以对孢子负荷的微小差异做出反应，但当差异较大时，它们会做出更准确的决定。

“我们仍然不知道蚂蚁如何感知孢子载量的差异。也许更具传染性的蚂蚁具有更强的真菌气味，”Cremer 假设。该小组最近的出版物表明，麦角固醇——一种所有真菌都具有的必需膜化合物——可能是真菌检测的可能线索。

传染性蚂蚁不参与梳理

理论方法还表明，另一个重要因素与蚂蚁的梳理活动有关：蚂蚁对其同巢伙伴提供的社交暗示的敏感性。Cremer 将其解释为一种社会反馈循环，可防止高传染性个体照顾他人，从而限制在照顾期间传播疾病的风险。

本出版物不仅仅是对蚂蚁行为的有趣观察，还旨在了解蚁群内部的个体决策。Cremer 总结道：“通过与从事理论科学的同事合作，我们成功地打开了社会免疫和疾病合作防御中个人决策的黑匣子。”

动物研究信息

本研究使用了一种不受保护的蚂蚁物种。从野外收集蚂蚁、在实验室饲养和所有实验工作均符合欧洲和奥地利法律以及机构伦理准则。

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