Pandemie covidu nás poučila o tom, jak snadno se infekční choroba může šířit globalizovaným světem. Velká města, v nichž se lidé blízkému kontaktu vyhnou jen stěží, nahrávala nákaze. Takovým velkým městem mikrosvěta je i mraveniště.

Drobní tvorové jsou v něm natěsnáni v obrovských koloniích, takže by mělo být ideálním místem pro šíření infekcí. Ale není. Jak je to možné?.

Mravenci patří mezi nejúspěšnější skupiny hmyzu v živočišné říši. Vědci to přikládají jejich sociálnímu způsobu života a specializaci. Lze je nalézt téměř všude na Zemi, v tropických lesích mohou tvořit až 15 % celkové živočišné biomasy.

Celkový počet jejich druhů přesahuje 16 000 a stále jsou objevovány další. Jejich společenství je kastovní, základními kastami jsou královna, samec a dělnice. Novou kolonii vždy zakládá mravenčí královna.

Zatímco dělnice u nás běžného mravence lesního se dožívá maximálně šesti let věku, královna může žít i déle než dvacet let a za tu dobu zplodit až 150 milionů potomků. Hmotnost všech mravenců na Zemi se pak přibližně rovná hmotnosti všech lidí na Zemi.

Tito drobní tvorové jsou fascinující a v mnoha oblastech by se nám mohli stát inspirací. Jednou z těchto oblastí je boj s nakažlivými nemocemi. I když se mravenců tísní v kolonii miliony, k šíření infekcí v mraveništích příliš nedochází.

Mravenci si totiž vyvinuli dokonalé postupy k jejich zvládání. Epidemiologii, tedy společnou ochranu proti nemocem, mají v malíčku, jak uvádí nová studie, na které se podíleli rakouští vědci z Institute of Science and Technology Austria a slovenští vědci z Univerzity Komenského v Bratislavě.

Rození epidemiologové

Základem je společenská imunita, ze které vyplývá, že se na ochraně kolonie musí podílet všichni její členové. Čím lépe spolupracují, tím lépe pak tato strategie funguje jako štít proti infekcím. Mravenci v kolonii se o sebe navzájem starají, z infikovaných kolegů v hnízdě odstraňují choroboplodné zárodky a spory, a navíc je postřikují přirozenými desinfekčními prostředky.

V nové studii, jejíž závěry publikovali v renomovaném časopise Nature Communications, se vědci zaměřili na sledování mravenců druhu Lasius neglectus.

Kvůli provedení výzkumu se musely propojit hned tři různé obory. Experimentální biologii při něm měla na starosti Sylvia Cremerová, teoretickou fyziku Gašper Tkačik a matematiku Katarína Boďová. Během zkoumání vědci upřeli svoji pozornost na to, jak moc houbových spor na svých tělech mravenci druhu Lasius neglectus nesli, a co s nimi dělali.

Vysledovali, že se mravenci při ošetřování přednostně zaměřovali na nejinfekčnější členy kolonie, tedy na ty, kteří na sobě nesli největší nálož patogenů.

Z pacienta pečovatelem

Sylvia Cremerová to vysvětluje: „Mravenci si obvykle vybírají toho, kdo má aktuálně nejvyšší nálož spor, ačkoli ta se neustále mění v důsledku samotné péče o ostatní. Toto chování jim každopádně umožňuje dynamicky reagovat na změny v ohrožení nemocí.“ Na rozdíl od lidí se mravenci začnou starat o ostatní okamžitě poté, co jsou sami ošetřeni.

Jako by se člověk po vyléčení z nemoci okamžitě stal zdravotní sestrou a pečoval o ostatní nemocné.

Navíc jsou mravenci citliví i na zpětnou vazbu, kterou dostávají od zbytku kolonie ohledně vlastní nakažlivosti. Ti nejinfekčnější díky tomu získávají jasný signál, ať se nepokoušejí starat o ostatní, méně nakažené.

Na základě uplatňování těchto jednoduchých pravidel se pak ti nejméně nakažení členové kolonie starají o ty nejvíce nakažené, což přispívá k účinné kontrole nákazy napříč celým mraveništěm. Ačkoliv vědci viděli, co mravenci dělají, nebyli schopni vysvětlit, proč to dělají.

Záleží na množství spor

Individuální chování, které formuje skupinové chování, pro ně zůstávalo záhadou, dokud se do věci nevložili matematici a fyzici v týmu. Těm se podařilo odhalit, jaké informace mravenci využívají při rozhodování se o tom, na koho se při poskytování péče druhým zaměří.

Kateřina Boďová k tomu říká: „Mravenci se řídí jednoduchým pravidlem. Když se setkají s jiným mravencem, který má na sobě hodně výtrusů hub, je pravděpodobnější, že se o něj budou starat.“ Nemusí si tak pamatovat množství spor u všech členů komunity, vyhodnocují jen ty, které získávají po kontaktu s mravenci v jejich nejbližším okolí.

Občas nastane situace, kdy se mravenci zaměří i na ošetření jedinců, kteří nejsou až tak infekční, ovšem k rámci celé kolonie nakonec dojde k jasnému výběru těch nejinfekčnějších a následně k účinnému čistění mraveniště od infekčních nákaz.

Sylvia Cremerová objasňuje: „Stále nevíme, jak mravenci vnímají rozdíl v zatížení sporami. Možná mají infekčnější mravenci silnější houbový pach.“ Vědci se domnívají, že možným vodítkem by pro mravence mohl být estrogel, což je základní membránová sloučenina, kterou disponují všechny houby.

Více se dočtete v časopise 21. století číslo 9/2023, které vyšlo 17.8.2023.