یک مطالعه جدید نشان داده است که مورچه‌های برگ‌بُر لیمویی (Atta sexdens) رفتاری شگفت‌انگیز از خود نشان می‌دهند. این مورچه‌ها نه تنها از ایمنی اجتماعی – توانایی تشخیص و حذف عوامل بیماری‌زا برای محافظت از کلنی – برخوردارند، بلکه به نظر می‌رسد که عفونت‌های گذشته را به خاطر می‌آورند و نسبت به تهدیدات آشنا واکنش تهاجمی‌تری نشان می‌دهند.
این تحقیق که توسط دانشگاه ایالتی سائوپائولو (UNESP) انجام شده است، نشان می‌دهد که مورچه‌های برگ‌بُر قادرند یک قارچ بیماری‌زا را که قبلاً با آن مواجه شده‌اند، حتی ۳۰ روز پس از مواجهه اولیه، تشخیص دهند.
هنگامی که مجدداً در معرض آن قرار می‌گیرند، رفتارهای پاکسازی خود را شدت می‌بخشند و تعداد بیشتری از کارگران را به کار می‌گیرند. محققان این پدیده را نوعی “حافظه ایمنی اجتماعی” توصیف می‌کنند.
مکانیسم دفاعی یک ابرسازمان
“اگر مستعمره را به عنوان یک ابرسازمان در نظر بگیریم، این رفتارها مشابه عملکرد سیستم ایمنی بدن خواهند بود.” این را نویسنده اصلی تحقیق، آریل گوز، دانشجوی سابق زیست‌شناسی در UNESP، بیان کرد. “همان‌طور که سلول‌های دفاعی بدن ما مهاجمان مانند ویروس‌ها و باکتری‌ها را هدف قرار می‌دهند، کارگران مستعمره نیز با عفونت‌هایی که می‌توانند به کلنی آسیب برسانند، مبارزه می‌کنند.”
این مطالعه نشان می‌دهد که برخلاف سیستم‌های ایمنی فردی در حیوانات، مورچه‌ها به‌طور جمعی به عفونت‌ها واکنش نشان می‌دهند.
“آنچه ما نشان می‌دهیم این است که سیستم ایمنی اجتماعی مورچه‌ها می‌تواند اطلاعات مربوط به عفونت‌های قبلی با همان عامل بیماری‌زا را ذخیره کند، پدیده‌ای که در سلول‌های ایمنی ما مشاهده می‌شود، اما در کلنی مورچه‌ها در سطح رفتاری رخ می‌دهد.”
واکنش قوی‌تر به تهدیدات آشنا
در یکی از آزمایش‌ها، پژوهشگران کلنی‌های مورچه را ابتدا در معرض یک عامل بیماری‌زا قرار دادند و سپس آن را پس از هفت روز و یک ماه بعد دوباره معرفی کردند. واکنش مورچه‌ها در طول زمان به طور قابل توجهی قوی‌تر شد و شدیدترین واکنش در روز سی‌ام مشاهده شد.
تعداد بیشتری از مورچه‌ها در فعالیت‌های پاکسازی شرکت کردند، از جمله تمیز کردن بدن خود و حذف قارچ مضر از قارچ‌هایی که برای تغذیه کشت می‌کنند.
مورچه‌های برگ‌بُر لیمویی متعلق به گروهی از مورچه‌ها هستند که با قارچ‌ها رابطه‌ای همزیستی دارند و آن‌ها را درون کلنی‌های خود برای تأمین غذا پرورش می‌دهند. در مقابل، قارچ‌ها مواد مغذی ضروری را برای مورچه‌ها فراهم می‌کنند.
آیا مورچه‌ها پاتوژن‌های خاص را تشخیص می‌دهند؟
محققان همچنین بررسی کردند که آیا واکنش حافظه‌مانند مورچه‌ها به یک پاتوژن خاص محدود است یا خیر. در یک آزمایش دیگر، مورچه‌ها ابتدا در معرض یک نوع پاتوژن قرار گرفتند و سپس پس از هفت روز، یک پاتوژن متفاوت به آن‌ها معرفی شد. واکنش مورچه‌ها به پاتوژن دوم بسیار ضعیف‌تر از واکنش آن‌ها به عامل بیماری‌زای اولیه بود.
یک هفته بعد، محققان پاتوژن اول را دوباره معرفی کردند. در این مواجهه، واکنش مورچه‌ها در حد متوسط بود – مشابه اولین برخورد آن‌ها با عامل بیماری‌زا، اما بسیار ضعیف‌تر از زمانی که پاتوژن پس از ۳۰ روز دوباره معرفی شده بود.
رودریگز، یکی از محققان، توضیح داد که این رفتار ممکن است یک استراتژی برای جلوگیری از گسترش تصادفی یک پاتوژن جدید در کلنی باشد. “یکی از فرضیات این است که مورچه‌های برگ‌بُر لیمویی واکنش بهداشتی خود را کاهش دادند تا از گسترش پاتوژن جدید به بقیه کلنی جلوگیری کنند.”
وی افزود: “این به این دلیل است که تمیزکاری نوع‌دوستانه، که در آن مورچه‌ها یکدیگر را لیس می‌زنند تا عوامل بیماری‌زا را از بین ببرند، می‌تواند به‌طور ناخواسته آلاینده‌های جدیدی را نیز پخش کند. به همین دلیل، آن‌ها در برابر یک عفونت دوم که کاملاً جدید بود، احتیاط بیشتری نشان دادند.”
آیا مورچه‌ها به هر ماده ناآشنایی واکنش نشان می‌دهند؟
برای اطمینان از اینکه واکنش مورچه‌ها واقعاً ناشی از پاتوژن‌ها بوده و نه صرفاً قرار گرفتن در معرض یک ماده ناآشنا، محققان یک محلول بی‌ضرر را به عنوان کنترل به پنج کلنی اعمال کردند.
مورچه‌های این گروه ضعیف‌ترین واکنش را در بین همه آزمایش‌ها نشان دادند که نشان می‌دهد مورچه‌ها می‌توانند بین مواد مختلف تمایز قائل شوند و به عوامل بیماری‌زای مضر واکنش شدیدتری نشان دهند.
این مطالعه احتمال می‌دهد که ایمنی اجتماعی در مورچه‌های برگ‌بُر می‌تواند کارایی حذف پاتوژن‌ها را افزایش داده و بقای کلنی را بهبود بخشد. با این حال، تحقیقات بیشتری لازم است تا مشخص شود آیا این واقعاً نوعی حافظه ایمنی محسوب می‌شود یا خیر.
کاربردهای تحقیق در کنترل آفات
مورچه‌های برگ‌بُر، از جمله Atta sexdens، در محیط‌های باز رشد کرده و به خوبی با چشم‌اندازهای کشاورزی سازگار شده‌اند، که آن‌ها را به یک آفت رایج در مزارع تک‌کشتی تبدیل می‌کند.
رفتارهای قوی پاکسازی آن‌ها چالشی برای روش‌های کنترل زیستی است که به پاتوژن‌های طبیعی متکی هستند، نه آفت‌کش‌های شیمیایی.
رودریگز در پایان گفت: “مورچه‌های برگ‌بُر لیمویی به مناطق باز سازگار شده‌اند، بنابراین از مزارع تک‌کشتی سود می‌برند و به یک آفت تبدیل شده‌اند. رفتار پاکسازی آن‌ها یکی از موانع اصلی برای کنترل زیستی مؤثر بدون استفاده از حشره‌کش‌های شیمیایی است. درک ایمنی اجتماعی مورچه‌های برگ‌بُر می‌تواند به توسعه روش‌های کنترل مؤثرتر و سازگارتر با محیط زیست کمک کند.”
این مطالعه در مجله Proceedings of the Royal Society B منتشر شده است.
