Eine neue Studie, veröffentlicht in Nature Communications und durchgeführt von einem internationalen Forschungsteam unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, zeigt, dass das individuelle Verhalten eine entscheidende Rolle dabei spielt, ob ein Individuum in einer sozialen Gruppe eine Krankheit bekommt. Den Fokus legte die Studie auf die Klauenameisen der Art Ooceraea biroi, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer Infektion mit parasitären Nematoden außerhalb des Nests höher ist als bei Artgenossen im Inneren des Nests. Es wurde beobachtet, dass sich das Verhalten aller Ameisen in der Kolonie bei einer Krankheit verändert: Sowohl kranke als auch gesunde Ameisen bleiben im Nest und die Arbeitsteilung wird reduziert, was letztendlich die soziale Organisation der Ameisenkolonie beeinflusst.
Die COVID-19-Pandemie hat die ungleiche Verteilung des Krankheitsrisikos verdeutlicht, wobei bestimmte Gruppen, wie ältere Menschen, Kranke und Menschen in systemrelevanten Berufen, aufgrund von Faktoren wie Alter, Gesundheit und beruflicher Tätigkeit einem höheren Infektionsrisiko ausgesetzt sind. Die Studienleiterin Yuko Ulrich erklärte, dass die Arbeitsteilung in sozialen Gruppen schon lange für eine ungleiche Exposition gegenüber Krankheitserregern verantwortlich gemacht wird, aber diese Annahme experimentell zu testen schwierig ist. Die Klauenameise Ooceraea biroi wurde als Modellsystem verwendet, um die Auswirkungen des individuellen Verhaltens auf die soziale Organisation zu untersuchen, da alle Mitglieder der Kolonie genetisch identisch sind.
Die Studie konzentrierte sich auf parasitäre Nematoden, die eine Drüse am Kopf der Ameisen infizieren und Krankheiten verursachen. Zur Analyse des Verhaltens jeder einzelnen Ameise in einer Kolonie wurde eine automatisierte Verhaltensverfolgung eingesetzt, die mehr Daten lieferte als menschliche Beobachtungen. Die Forscher stellten fest, dass allein das individuelle Verhalten das Infektionsrisiko beeinflusste, wobei Ameisen, die mehr Zeit außerhalb des Nests verbrachten, eher infiziert wurden. Infizierte Ameisen hatten eine geringere Überlebensrate, veränderte Genexpression und Veränderungen in ihrem Duftprofil. Das Verhalten der Ameisen wurde ebenfalls von der Infektion beeinflusst, denn sowohl infizierte als auch nichtinfizierte Ameisen verbrachten mehr Zeit im Nest. Die Forscher waren überrascht von dieser Beobachtung und planen weitere Untersuchungen, ob Ameisen den Infektionsstatus ihrer Nestgenossen erkennen und sich in der Pflegeverhalten engagieren.
In weiterführenden Studien hoffen die Forscher weitere Fragen zu beantworten, wie zum Beispiel, warum Nematoden speziell die Drüse am Kopf der Ameisen infizieren, wie sich die chemische Kommunikation verändert, wenn Ameisen infiziert sind, und ob die Veränderungen im Verhalten den Ameisenkolonien oder den Parasiten zugutekommen.

Einführung

Zusammenfassung: Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über die kürzlich in Nature Communications veröffentlichte Studie, die die Rolle des individuellen Verhaltens beim Krankheitsrisiko innerhalb sozialer Gruppen untersucht. Es wird die Bedeutung der Studie hervorgehoben und die Ameisenart vorgestellt, die als Modellorganismus verwendet wurde.

Die Studie und ihre Ergebnisse

Zusammenfassung: In diesem Abschnitt wird auf die Studienmethodik und die Hauptergebnisse eingegangen. Es wird die Verwendung von klonalen Räuberameisen (Ooceraea biroi) als Modellart erläutert und erklärt, wie das individuelle Verhalten die Anfälligkeit für Krankheiten beeinflusst hat. Es wird auch auf die Auswirkungen von Krankheiten auf das Verhalten und die soziale Organisation der Ameisen eingegangen.

Forschungsziele

Zusammenfassung: Dieser Unterabschnitt erläutert die Hauptziele der Studie, zu denen die Untersuchung der Auswirkungen des individuellen Verhaltens auf das Krankheitsrisiko und das Verständnis der Auswirkungen von Krankheiten auf die soziale Organisation innerhalb des Ameisenstaates gehören.

Experimentelles Design

Zusammenfassung: Dieser Unterabschnitt erklärt das experimentelle Design, das in der Studie verwendet wurde. Es wird auf das eingesetzte automatisierte Verhaltensverfolgungssystem eingegangen, mit dem das Verhalten einzelner Ameisen analysiert wurde, und wie dies umfassendere Daten als menschliche Beobachtungen lieferte.

Einfluss des individuellen Verhaltens auf das Krankheitsrisiko

Zusammenfassung: In diesem Unterabschnitt wird erläutert, wie das individuelle Verhalten, insbesondere das Sammeln außerhalb des Nestes, das Infektionsrisiko bei den Ameisen beeinflusst hat. Es wird die Korrelation zwischen der erhöhten Zeit, die mit dem Sammeln verbracht wurde, und einer höheren Anfälligkeit für eine Infektion mit parasitären Nematoden diskutiert.

Auswirkungen von Krankheiten auf Ameisen

Zusammenfassung: Dieser Abschnitt untersucht die Auswirkungen von Krankheiten auf die Ameisen selbst. Es wird die geringere Überlebensrate bei infizierten Ameisen hervorgehoben und die Beobachtungen zu veränderten Genexpressionen und Geruchsprofilen bei infizierten Personen diskutiert.

Geringere Überlebensrate bei infizierten Ameisen

Zusammenfassung: In diesem Unterabschnitt wird die festgestellte geringere Überlebensrate bei Ameisen, die mit parasitären Nematoden infiziert waren, diskutiert. Es werden auch zusätzliche Beobachtungen zur Gesundheit und Langlebigkeit der infizierten Ameisen erwähnt.

Veränderte Genexpressionen

Zusammenfassung: Dieser Unterabschnitt erklärt die Veränderungen in den Genexpressionen, die bei infizierten Ameisen beobachtet wurden. Es wird diskutiert, wie die Infektion die genetischen Reaktionen der Ameisen verändert und potenziell ihr Immunsystem beeinflusst.

Veränderungen im Geruchsprofil

Zusammenfassung: In diesem Unterabschnitt werden die beobachteten Veränderungen im Geruchsprofil infizierter Ameisen beschrieben. Es wird auf die möglichen Auswirkungen dieser Geruchsveränderungen auf die Kommunikation innerhalb des Ameisenstaates eingegangen.

Auswirkungen von Krankheiten auf das Verhalten und die soziale Organisation der Ameisen

Zusammenfassung: Dieser Abschnitt untersucht, wie Krankheiten das Verhalten sowohl infizierter als auch nicht infizierter Ameisen im Ameisenstaat beeinflusst haben. Es wird die beobachtete Zunahme der Nestzeit sowohl bei infizierten als auch bei nicht infizierten Individuen diskutiert und deren Auswirkungen auf die soziale Organisation.

Zunahme der Nestzeit bei infizierten Ameisen

Zusammenfassung: In diesem Unterabschnitt wird die beobachtete Zunahme der Nestzeit bei infizierten Ameisen erläutert. Es wird auf die möglichen Gründe für diese Verhaltensänderung und ihre Auswirkungen auf die Ausbreitung der Infektion im Ameisenstaat eingegangen.

Zunahme der Nestzeit bei nicht infizierten Ameisen

Zusammenfassung: Dieser Unterabschnitt diskutiert die überraschende Beobachtung, dass auch nicht infizierte Ameisen mehr Zeit im Nest verbrachten. Es werden potenzielle Gründe für diese Verhaltensänderung wie soziale Hinweise oder die Erkennung infizierter Nestgenossen untersucht.

Zukünftige Richtungen und Forschungsfragen

Zusammenfassung: Dieser Abschnitt diskutiert potenzielle zukünftige Forschungsansätze, die durch die Studie vorgeschlagen werden. Es werden offene Fragen wie der Mechanismus der Nematodeninfektion und die Vorteile von Verhaltensänderungen für den Ameisenstaat und die Parasiten erwähnt.

Quelle

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