Ампутации ног при ранениях в муравейнике

Ампутации ног при ранениях в муравейнике

Это значительно увеличивает выживаемость муравьев

C. floridanus кусает основание ноги

Открытые раны представляют собой серьезные риски инфицирования и смертности у животных. Чтобы понять, как муравьи справляются с ранами, авторы экспериментально повредили ногу насекомого Camponotus floridanus. Сородичи ампутировали поврежденную конечность, кусая основание ноги (вертел) до тех пор, пока она не была оторвана. Это значительно увеличивает выживаемость по сравнению с муравьями, которым не провели ампутацию. Однако, когда экспериментальная травма была в области большеберцовой кости (дальше от тела), сородичи не ампутировали ногу, а вместо этого направляли больше внимания на рану в месте травмы.

Фокусные особи помечены акриловой краской за 2 дня до эксперимента. Перед тем, как отрезать ногу, образец охлаждали в течение 2 минут, помещая в стеклянный контейнер, окруженный льдом. Это облегчало манипуляции и повышало точность во время разреза. Все экспериментальные травмы нанесены стерильными ножницами-дюбелями (Fine Science Tools). Правые задние ноги муравьев были отрезаны либо по центру бедренной кости (10 ног), либо по центру большеберцовой кости (10 ног). Снимали инфракрасной камерой поведение ухода за раной по отношению к раненым сородичам в течение 24 часов после травмы. Затем количественно оценили первые 3 часа после травмы и первые 3 часа после ампутации.

Эрик.Т. Фрэнк (Erik.T. Frank)

2 особи с травмой бедренной кости и 2 особи с травмой большеберцовой кости возвращены в каждую из 5 субколоний, содержащих 95 фуражиров, 100 кормилиц и 5 основных муравьев. Таким образом, в каждой субколонии одновременно находились 2 муравья с травмой бедренной кости и 2 с травмой большеберцовой кости. Поведенческий анализ видео проводился с помощью медиаплеера VLC v. 3.0.11-win64 и дополнения Zoomit. Статистический анализ и графические иллюстрации выполнены с использованием статистического программного обеспечения R v.4.0.3 с интерфейсом Rstudio v.1.3.1093 и пакетов R lme4, mgcv, ggplot2, ggtext, DHARMa, survival и survminer. Поведение при уходе за ранами классифицировано по 4 категориям: (1) «уход за раной бедренной кости», когда товарищи по гнезду вылизывали субъекта в экспериментальной ране бедренной кости перед ампутацией. (2) «уход за раной большеберцовой кости» - вылизывали в ране большеберцовой кости. (3) «уход за раной вертела» мураши лечили в ране вертела после ампутации и (4) «ампутация» - кусали травмированную ногу за вертел.

Лоран Келлер (Laurent Keller)

Изучая реакцию сородичей на травмированных особей у муравья Camponotus floridanus, специалисты обнаружили, что травма ноги в остальном здорового рабочего часто приводила к ампутации пораженной конечности сородичами. Контролируемые эксперименты показали, что реакция зависела от места травмы. Когда муравьи были ранены на уровне бедренной кости, отгрызание собратьями происходило в 76% случаев. Напротив, ампутация никогда не происходила у муравьев с травмой большеберцовой кости. Ампутация происходила в среднем через 240 минут после травмы и всегда следовала одной и той же схеме. Спасатели начинали вылизывать рану, прежде чем продвигаться вверх по травмированной конечности с помощью своих ротовых частей, пока не достигали вертела. Затем они принялись многократно кусать травмированную ногу, пока она не была отрезана.

В течение первых 3 ч после травмы бедренной кости мураши тратили одинаковое количество времени на попытки ампутации (6,2 мин) и уход за раной (7,8 мин) на травмированной ноге. Во время ухода за раной сородичи держали травмированную конечность своими челюстями и передними ногами, что позволяло им лизать рану в течение длительного времени. Как количество времени, потраченного на попытки ампутации, так и поведение по уходу за раной уменьшались с течением времени в продолжении 3 ч после травмы. Особи, которым товарищи по гнезду ампутировали на уровне вертела, получили значительно меньше ухода за раной после ампутации (39 с), чем они получили после экспериментальной раны в бедренной кости (468 с).

Лаззат Айбекова (Lazzat Aibekova)

Уход за ранами длился значительно дольше у муравьев с травмами большеберцовой кости (36 мин), чем у муравьев с увечьем бедра (18 мин). Кроме того, хотя в течение первых 6 ч после повреждения не наблюдалось существенных изменений в частоте поведения по заботе о большеберцовой кости, обслуживание с течением времени быстро снижалось при порезах бедренной кости.

Таким образом, установлено: рабочие муравьи вида C. floridanus ампутируют ноги с травмой бедренной кости. Насекомые обладают способностью определять местоположение ран и соответствующим образом изменять их лечение. Поврежденные ноги ампутируют только тогда, когда это повышает выживаемость раненых муравьев (травмы бедренной кости); в противном случае сородичи прибегают к длительным сеансам ухода за ранами (травмы большеберцовой кости). Насколько известно, это первая демонстрация того, что нечеловеческое существо проводит целенаправленные ампутации для повышения шансов на выживание раненого соплеменника.

Эрик.Т. Фрэнк (Erik.T. Frank), Университет Вюрцбурга в Германии, Дэни Буффат (Dany Buffat), Жоанито Либерти (Joanito Liberti), Лоран Келлер (Laurent Keller),
Университет Лозанны, Швейцария, Лаззат Айбекова (Lazzat Aibekova), Эван П. Экономо (Evan P. Economo), Окинавский институт науки и технологий, Япония,
"Ампутации ног при ранениях для борьбы с инфекциями в муравейнике", "Современная биология" (Current Biology), 2 июля 2024.

Ампутации ног при ранениях в муравейнике

07.07.2024