Новое исследование показало, что муравьи Camponotus floridanus способны выполнять точные ампутации, чтобы спасти своих раненых товарищей, — медицинская практика, ранее известная только людям.
Когда мы думаем о хирургии, на ум, скорее всего, приходят образы операционной, белых халатов и передовых технологий. Но есть еще одно, гораздо меньшее и скрытое место, где ампутации также проводятся с точностью: внутренняя часть муравейника. И это не научная фантастика и не преувеличение. Это чистая биология. Группа ученых продемонстрировала, что некоторые муравьи способны ампутировать конечности своим раненым товарищам, чтобы спасти их жизни.
Это открытие было опубликовано несколько месяцев назад в журнале Current Biology и принадлежит группе под руководством Эрика Франка и Лорана Келлера. Работа посвящена виду Camponotus floridanus, известному как флоридский плотничный муравей. По словам авторов, это первый задокументированный случай, когда животное, не являющееся человеком, провело ампутацию в медицинских целях и с подтвержденным успехом. Это не просто инстинктивный жест, а настоящее хирургическое вмешательство, которое следует за конкретными шагами и решениями.
Открытие уникального поведения в животном мире
Муравьи Camponotus floridanus хорошо известны своей сложной социальной организацией. Но до сих пор никто не описывал подобное поведение. Эксперимент заключался в нанесении контролируемых ран на ноги нескольким муравьям, чтобы понаблюдать за действиями их товарищей. Результат удивил даже исследователей.
Согласно исследованию, «когда нога была повреждена на уровне бедра, товарищи ампутировали пораженную конечность, кусая ее основание до тех пор, пока она полностью не отделилась». При этом они действовали по определенной схеме: сначала очищали рану, затем продвигались вверх по ноге с помощью челюстей и, наконец, производили ампутацию в месте соединения с туловищем.
Видео. Муравей ампутирует конечность у другого муравья
По словам авторов, подобная практика ранее никогда не была зафиксирована у животных. «Это исследование представляет собой первый пример использования ампутаций для лечения инфицированных особей среди животных», поясняют они в статье.
Почему ампутируют только при некоторых ранах?
Самое интересное в поведении этих муравьев то, что они ампутируют при определенных ранах. Они делают это только тогда, когда обнаруживают, что рана находится на бедре — части, наиболее близкой к телу. Однако если повреждение расположено на большеберцовой кости, то есть дальше, они предпочитают потратить больше времени на очистку этой области, не прибегая к ампутации.
Причина в том, как гемолимфа (аналог крови у насекомых) циркулирует в их ногах. Как обнаружили исследователи с помощью сканирования и трехмерных реконструкций, бедренная кость содержит большую часть мышц, перекачивающих гемолимфу, в то время как большеберцовая кость имеет меньше мышц и более широкий канал, по которому движется жидкость. Таким образом, рана на большеберцовой кости позволяет возбудителям распространяться гораздо быстрее, делая ампутацию бесполезной, если инфекция уже произошла.
Как объясняют авторы, «при травмах бедренной кости экспериментальные ампутации оказались эффективным средством снижения патогенной нагрузки на особь». Напротив, ампутация большеберцовой кости эффективна только в том случае, если ее проводить немедленно, что в естественных условиях очень затруднительно.
Ампутации явно повышают выживаемость
Эксперименты в рамках исследования не только документировали ампутацию. Они также проанализировали результаты. В случае травм бедренной кости, муравьи, которым ее ампутировали их товарищи, жили гораздо дольше, чем те, которых не лечили.
В частности, в исследовании подробно описывается, что «среди особей с ранениями бедренной кости все ампутированные муравьи выжили, в то время как те, у кого не была ампутирована конечность, погибли». Это убедительный факт, демонстрирующий эффективность данной стратегии.
В случае ранений большеберцовой кости без ампутации уровень выживаемости был приемлемым при условии, что члены команды тщательно очистили область. Но если появлялась инфекция и муравья не вовремя ампутировали, большинство из них погибало.
По мнению авторов, такое адаптированное поведение демонстрирует впечатляющие диагностические способности муравьев. «Муравьи ампутируют травмированные ноги только тогда, когда шансы пострадавшего муравья на выживание увеличиваются», объясняют они.
Врожденное и высоко кооперативное поведение
Одним из ключей к этому открытию является то, что муравьи не учатся ампутировать, наблюдая за другими, а скорее это поведение является частью их врожденного репертуара. Исследователи наблюдали, как муравьи, даже не видевшие ампутации, правильно реагировали на травму бедренной кости.
Точность и сотрудничество, которые они демонстрируют в этом процессе, поражают. Раненый муравей обычно остается неподвижным, позволяя своему товарищу укусить и отдернуть ногу без сопротивления. После ампутации другой муравей тщательно очищает новую рану. Исследование описывает это следующим образом: «Сородичи по гнезду сначала облизывают рану, а затем перемещаются вдоль поврежденной конечности с помощью ротового аппарата, пока не достигают предела».
Это подразумевает необычайный уровень сотрудничества и социальной организации, в некотором роде сопоставимый с тем, что происходит в человеческой операционной. Но здесь, без инструментов и анестезии.
Могут ли другие виды муравьев делать то же самое?
До сих пор такое поведение было зафиксировано только у Camponotus floridanus. Однако авторы полагают, что оно может существовать и у других видов того же рода, особенно у тех, у которых отсутствуют антимикробные железы.
У других видов муравьев, таких как Megaponera analis, лечение ран основано на нанесении антимикробных выделений. Однако у Camponotus floridanus такой возможности нет. Решение чисто механическое: очистить и, при необходимости, ампутировать.
Это открытие поднимает новые вопросы об эволюции оздоровительного поведения у социальных насекомых. Является ли эта ампутация исключением или она встречается чаще, чем мы думаем? Как возникла эта способность? Какие еще неизвестные методы лечения используют муравьи?
Муравьи — неожиданная модель натуральной медицины
Помимо первоначального удивления, эта работа имеет глубокую ценность для понимания стратегий защиты и ухода в сообществах животных. Муравьи — не просто неутомимые труженики и архитекторы почвы. Они также являются врачами-специалистами, принимающими сложные решения в зависимости от типа травмы.
Для исследователей такое поведение является прекрасным примером того, как сотрудничество и социальная организация могут привести к появлению высокоразвитых решений, даже у животных без сложного мозга. Как резюмируется в статье, «Это исследование демонстрирует, что Camponotus floridanus обладает способностью определять местоположение ран и соответствующим образом корректировать их лечение».
