Istraživanje je proveo multidisciplinarni tim znanstvenika s Instituta za znanost i tehnologiju u Austriji (ISTA), Sveučilišta u Würzburgu u Njemačkoj, pod vodstvom prof. dr. sc. Sylvie Cremer s ISTA-e, dok je prva autorica na radu znanstvenica Instituta Ruđer Bošković (IRB) dr. sc. Barbara Milutinović, koja se na IRB vratila u sklopu Marie Skłodowska-Curie poslijedoktorske stipendije.

Prilagodbom do snažnijeg širenja

''Mravi žive i rade u kolonijama. Timski su igrači te, ako u mravinjaku dođe do problema, svi će zajedno raditi najbolje što mogu kako bi ih riješili, bilo da je riječ o skrbi za sigurnost, hranu ili zdravlje kolonije. Imaju sposobnost učinkovito detektirati uzročnike bolesti i reagirati tako da ih odstrane iz kolonije prije nego uopće mogu uzrokovati infekciju. Također, zdravi mravi će očistiti koloniju od mrtvih mrava, pravilno ih zbrinuti i dezinficirati te tako spriječiti širenje zaraze na druge mrave u koloniji.

Međutim, naše istraživanje pokazuje da se patogeni mogu prilagoditi mjerama higijene koje mravi provode u svojim kolonijama te se tako bolje širiti u populaciji'', objašnjava dr. sc. Barbara Milutinović s IRB-a.

Naime, patogeni mikroorganizmi poput bakterija, virusa i parazita uzrokuju različite bolesti, a kako bi nadmudrili imunološki sustav domaćina i stekli prednost, razvijaju različite mehanizme izbjegavanja imuniteta svojih domaćina. Jedan od načina da domaćin zaštiti svoj imunološki sustav i uzvrati udarac patogenima je medicinska intervencija u obliku lijekova. Međutim, to može dovesti do neželjenih prilagodbi patogena kao što je to slučaj kod bakterija otpornih na antibiotike.

Druga strategija je društvena intervencija u obliku promjene u ponašanju. Neke društvene skupine poput mrava pokušavaju se boriti protiv infekcija tzv. ''društvenim imunitetom'', kolektivnom higijenom i mjerama zdravstvene zaštite (čišćenje, dezinfekcija i uništavanje štetnih mikroba) kako bi izbjegli širenje bolesti u zajednici. Do sad nije bilo poznato mogu li i kako patogeni reagirati na ovakvo grupno ponašanje, ali novo istraživanje otkrilo je izvanredne učinke interakcija između domaćina i parazita.

Više spora, ali manje interesa za čišćenje

Znanstvenici su postavili eksperiment u kojem su argentinske mrave (Linepithema humile) zarazili patogenim gljivicama Metarhizium, i to tako da su zarazili izolirane jedinke te jedinke unutar kolonije i članova koji su ih čistili od patogene gljivice.

''Radili smo na mravima koji pokazuju njegu i zaštitu članova grupe od bolesti i gledali smo kako se uzročnici bolesti, u našem slučaju, patogena gljivica, adaptiraju na te njihove kolektivne obrane.

Utvrdili smo da su gljivice koje su zaražavale mrave u grupi, u odnosu na one koje su zaražavale izolirane mrave, promijenile strategiju infekcije. Točnije, smanjile su stupanj virulencije što znači da se smanjio broj mrava koje su uspješno zarazile, ali su jako povećale proizvodnju novih spora kojima će se prenositi dalje,'' objašnjava dr. Milutinović.

Barbara Milutinović

''Bili smo iznenađeni kada smo vidjeli da su mravi pokazali manju zainteresiranost za članove izložene ovim sporama, jednostavno ih nisu više tako dobro čistili. To je sugeriralo da mravi teže otkrivaju spore'', dodaje prof. dr. sc. Sylvia Cremer, voditeljica istraživanja sa ISTA-e.

Kako bi provjerili zašto su mravi radnici imali poteškoća s detekcijom gljivica, znanstvenici su se udružili s prof. dr. sc. Thomasom Schmittom sa Sveučilišta u Würzburgu u Njemačkoj koji je objasnio da su mravi slabije „nanjušili“ gljivice koje su se prilagodile društvenom domaćinu jer su te gljivice proizvodile manju količinu jednog esencijalnog membranskog spoja, karakterističnog za sve gljivice, poznatog pod nazivom ergosterol.

Izlažući mrave čistom gljivičnom ergosterolu i sličnom, ali ne-gljivičnom ekvivalentu u kralježnjaka - kolesterolu, istraživači su pokazali da samo gljivični spoj izaziva intenzivno čišćenje izloženih članova grupe.

''U dugoročnom eksperimentu, gdje smo zaražavali mrave kroz deset ciklusa infekcija, gljivica se snašla i počela se skrivati od mrava. Mravi ju više nisu mogli detektirati onako učinkovito kao i prije, objašnjava dr. Milutinović te dodaje: "Ovo pokazuje da gljivični patogeni reagiraju na prisutnost mrava njegovatelja te u skladu s time prilagođavaju i smanjuju karakteristične gljivične signale koje mravi više se ne prepoznaju kao prijetnju i tako gljivice mogu izbjeći društveni imunitet kolonije", tumači dr. Milutinović.

''Rezultati do kojih smo došli ukazuju da ponašanje domaćina u borbi protiv bolesti, odnosno nekakva kolektivna intervencija, snažno utječe na epidemiologiju patogena'', zaključuju autori.