News - Lesse uit die insekwêreld: Hoe beveg mierkolonies...
Lesse uit die insekwêreld: Hoe beveg mierkolonies epidemies?
Outeur: Dr David Phair
Soos wat die Covid-19-pandemie se impak wêreldwyd bekend word, word ons gedwing tot die besef dat ons moderne manier van lewe bydra tot die verspreiding van patogene. Ons leef in dig bevolkte stede vol interaktiewe individue, elk besig om sy eie gang te gaan as deel van die groter ekonomie.
Wanneer jy in hierdie lig na die mensdom kyk, is dit moeilik om nie parallelle op te merk tussen “ons" en hoogs sosiale insekte soos bye en veral miere nie. Hulle ̶ soos ons ̶ leef in dig bevolkte stede en dorpe in neste wat gepak is met honderde tot miljoene individue wat almal werk ten einde die kolonie te ondersteun. Ook hulle moet onderling kommunikeer en dienste lewer. Sommige maak kos bymekaar, ander bestuur hulpbronne, terwyl party die spreekwoordelike strate vee.
En net soos die mensdom moet ook hulle die bedreiging van siektes en epidemies die hoof bied. Miere trotseer egter al vir meer as 'n paar miljoen jaar hierdie probleem. Dit het hulle dus meer as genoeg tyd gegee om meganismes te ontwikkel waarmee siektes beveg kan word, soos byvoorbeeld hulle eie vorm van medikasie. Miere produseer sekresies met 'n hoë suurinhoud wat antimikrobies van aard is, soortgelyk aan die ontsmettingsmiddels wat ons tans so mildelik gebruik.
Navorsers het bevind dat miere en ander sosiale insekte gebruik maak van 'n versameling van sosiale gedragswyses om siektes in kolonies af te weer. Die kollektiewe naam vir hierdie verskillende beskermingsgedragtipes is “sosiale immuniteit", 'n navorsingsveld wat tans wêreldwyd met rasse skrede uitbrei. Soms kom dit egter teen 'n prys: net soos 'n dokter wat in die voorste linies diens doen om Covid-19 te beveg en hom- of haarself in die proses in gevaar stel terwyl hulle die kolonie probeer beskerm teen die siekte.
My navorsing oor sosiale immuniteit het gefokus op die reaksie van drie suid-Afrikaanse mierspesies wanneer hul deur siekte bedreig word, naamlik die welbekende Malmiere (Anoplolepis custodiens), Suikermiere of “Balbyters" (Camponotus fulvopilosus), en die gewone kwaaimiertjies (Tetramorium sericeiventre). Terwyl hulle almal verskillend reageer het op siekteblootstelling, het geeneen van hulle 'n volledige inperking geïmplementeer nie.
Die Malmiere (A. custodiens) het 'n wye verskeidenheid sosiale imimmuniteitsmeganismes ingespan ten einde infeksies te voorkom en het swaar gesteun op sosiaalgebaseerde intervensies. So byvoorbeeld stel hulle 'n vorm van kwarantyn in: miere wat aan die infeksie blootgestel was, het nie die kamers van die koningin, of die jongelinge binnegegaan nie. Hulle is oor die algemeen beperk tot die neskamer, naaste aan die uitgang. Hierdie spesie het ook begin met gereelde en intense kruisversorging, hulle vorm van “doktersbesoeke" waartydens nesmaats die individue wat potensieel blootgestel was, skoonmaak en ontsmet. Hier is daar 'n parallel te bespeur met lande met 'n hoë bevolkingsdigtheid, waar dit belangrik is om saam te werk om die verspreiding van die siekte te keer. Die miere het soortgelyk gereageer as lande waar daar streng inperkings ingestel is. Hierdie miere het interaksie verbied tussen individue wat potensieel geïnfekteer kon wees, en lede van die kolonie wat essensieel is vir die funksionering van die kolonie.
Sosiale afstand en kollektiewe ontsmetting
Geen vorm van kwarantyn is by die Suikermiere (C. fulvopilosus) opgemerk nie. Hulle het egter sosiale afstand gehandhaaf. Van die drie spesies wat ons dopgehou het, het hierdie groep miere die minste onderlinge interaksie getoon, maar eerder op 'n selfsorgbenadering staat gemaak om die verspreiding van die die patogeen te voorkom. Maar dit was nie hulle enigste verweer teen die siekte nie. Suikermiere is welbekend vir hulle kwistige gebruik van metanoësuur, 'n sterk antimikrobiese middel wat vermoedelik gebuik word om die nes te beskerm, spesifiek teen patogene. In een geval het ons nuwe gedrag opgemerk waar 'n individu wat metanoësuur aanwend, veroorsaak dat omringende miere ook hul eie metanoësuur aanwend. Bogenoemde verskynsel is waarskynlik 'n vorm van kollektiewe ontsmetting.
Aangebore immuniteit en kruisversorging
Dit het voorgekom asof die kwaaimiertjies (T. sericeiventre) 'n berekende benadering volg wat berus op individuele reaksies met betrekking tot infeksievoorkoming, sowel as groepreaksies soos kruisversorging. Van al drie spesies het hulle die beste aangebore immuniteit teen die infeksie getoon. Die vermoede is dat dit die gevolg van vorige ervaring met siekte kan wees, aangesien hulle in natter gebiede voorkom en derhalwe meer aan mikrobiese organismes en patogene in die omgewing blootgestel word. Hierdie spesie se reaksie kan vergelyk word met lande wat vorige epidemies ervaar het en derhalwe vinniger en doeltreffender kon optree ten einde die verspreiding van die Covid-19-infeksie te beperk.
Alhoewel daar baie ooreenkomste tussen miere en mense bestaan, is daar ook duidelike verskille. Baie mense kan as altruïsties beskryf word, gewillig om hul lewens in gevaar te stel in 'n poging om ander te beskerm. Maar in vergelyking met miere, het ons nog baie om te leer. Die meeste miere sal hul uiterste bes doen om die kolonie te beskerm en daar is min of geen ruimte vir selfsugtige ambisie in die funksionering van 'n kolonie nie. En sou 'n mier dit waag om sy of haar eie kop te volg, loop hul hulself vas in streng polisiëring. Dit stel mierkolonies in staat om relatief ongeaffekteer te bly deur grootskaalse epidemies, ten spyte van poteniële hoë risikovlakke.
Nog 'n duidelike verskil is die feit dat kommunikasie tussen mierkolonies raar is en epidemies, volgens my kennis, nie sommer in pandemies eskaleer nie. Die mate waartoe die mensdom egter onderling aan mekaar verbind is, maak die risiko vir pandemies dus veel groter. Wat kan ons dus by miere en sosiale insekte leer oor hoe om siektes te beveg? En kan ons hierdie kennis aanwend in ons strategieë om Covid-19, sowel as enige toekomstige pandemies af te weer?
Ons navorsing gee 'n mate van hoop, aangesien elk van die drie mierspesies wat bestudeer is, in staat was om die effek van die blootstelling aan die siekte te temper en te oorkom, deur as kolonie saam te werk. Die les wat ons by die miere kan leer is dus: werk saam om die verspreiding en die impak van die Covid-19-pandemie te temper. Ons behoort ons eie belange ter syde te stel, saam te werk en te doen wat die beste is vir die samelewing.
Dr David Phair sal hierdie Vrydag, 3 April, sy PhD gedurende die US se virtuele gradeplegtigheid ontvang. Hy is tans 'n nadokterale genoot in Prof Theresa Wossler se navorsingsgroep in die US se Departement Plant- en Dierkunde. Sy navorsing is finansieel ondersteun deur die DWI/NNS Sentrum van Uitnemendheid vir Epidemiologiese Modelering en Analise (SACEMA) en 'n toekenning van die NNS.
Op die foto, 'n Spoor van suikermiere (Camponotus fulvopilosus) in die Karoo Nasionale Park. Miere se oorsprong strek sowat 168 miljoen terug, terwyl hulle ongeveer 60 miljoen jaar terug ekologies dominant geword het. Foto: Brigitte Braschler, Iimbovane uitreikprojek
E-pos: djphair@sun.ac.za of dphair77@gmail.com
Sel: 072 481 7600