Министерства охраны здоровья существуют самое большее несколько сотен лет, а сообщества социальных насекомых — миллионы лет. И на протяжении всего этого времени им удается успешно противостоять массовым инфекциям, ведь колонии крайне редко гибнут от эпидемий. Следовательно, действуют эффективные механизмы защиты. Журнал Wired опубликовал статью с подробным разбором, какие из тактик миниатюрных сообществ взял на вооружение человек и чему еще ему стоило бы поучиться.
Санслужба в муравьином Нью-Йорке
Термиты, муравьи, пчелы и осы живут бок о бок друг с другом в ограниченном пространстве с высокой микробной нагрузкой. Среди микроорганизмов, поражающих этих насекомых, есть патогены, способные уничтожить целую колонию. А некоторые колонии муравьев, например, сравнимы по численности с населением Нью-Йорка.
Есть теории о том, что, тысячелетиями наблюдая за жизнью насекомых, человек научился проецировать некоторые параллельные «эпидемиологические» модели на свой мир. Давно было замечено, что общественные насекомые старательно поддерживают чистоту в своих жилищах, а также регулярно чистят друг друга и самих себя. Рабочие муравьи выносят отходы и тела умерших сородичей за пределы муравейников. Так же поступают и пчелы-уборщицы: «прибирают» выводковые камеры, выносят из ульев погибших пчел.
Колонии общественных насекомых можно сравнить с городами. И вопрос в том, какие стратегии мы можем перенять у насекомых.
Иммунизирующие «поцелуи»
Недавно были обнаружены и другие адаптации, помогающие коллективным насекомым бороться с инфекциями. Некоторые муравьи собирают смолы деревьев с антимикробными свойствами и приносят их в свои жилища — ученые назвали этот процесс коллективным лечением. Но еще удивительнее, что общественные насекомые умеют выделять убивающие микробов вещества, которые наносят на окружающие поверхности и тела других насекомых.
Груминг тоже дает неожиданные преимущества. Когда некоторые муравьи чистят друг друга, они переносят небольшое количество патогенов на своих сородичей. Такие мини-воздействия вызывают слабое заражение, которое способствует формированию иммунитета. Этот процесс можно сравнить с вариоляцией — некогда распространенным методом иммунизации людей от оспы (прививка оспенного гноя из созревшей пустулы больного).
И совсем уж удивительное открытие совершили энтомологи, наблюдающие за сообществами черных муравьев-древоточцев: когда отдельные члены колонии сталкиваются с патогенными бактериями, они могут развить иммунный ответ и поделиться им со своими товарищами, что делает всю колонию более устойчивой. Причем инфицированные муравьи передают иммунизирующие вещества рот в рот и как можно раньше, чтобы упредить распространение инфекции и подготовить других муравьев к заражению.
Сегодня поставлена под сомнение аксиома о том, что социальная жизнь, создавая благоприятные условия для распространения болезней, автоматически повышает риски заражения.
— Проживание рядом с другими людьми несет в себе как опасность, так и спасение, — утверждает Нина Фефферман, преподаватель экологии и эволюционной биологии в Университете Теннесси в Ноксвилле (США), которая изучает распространение заболеваний (Нина Фефферман — уникальный ученый. Изучая эпидемии среди людей, она опирается на исследования энтомологов. — Прим. ред.). — Нас могут заразить другие люди. Но они также могут предложить заботу, помощь и знания, которые спасут нашу жизнь.
Держи дистанцию в городе-муравейнике!
Доказано, что сообщества социальных насекомых, подобно департаментам общественного здравоохранения, которые вводят карантин и ограничения на посещение публичных мест, способны перенастроить систему своих взаимодействий, чтобы затруднить распространение болезней. Это явление иногда называют организационным иммунитетом. Большинство насекомых, живущих колониями, практикуют четкое разделение труда. Одни занимаются поиском и сбором пищи, другие ухаживают за маткой, кормят личинок или стоят в карауле. Десятилетиями ученые анализировали такое разделение труда с точки зрения эффективности задач. Но с начала 2000-х годов было обнаружено, что оно также помогает замедлить распространение инфекции. Например, взаимодействуя только с несколькими назначенными работниками, королева может заболеть с меньшей вероятностью.
В ходе одного из исследований 22 разных колоний муравьев было установлено, что взаимодействия внутри сообщества не были случайными: определенные особи контактировали с одними представителями колонии, а с другими не имели дела. Иными словами, контакты внутри муравейника сильно ограничены. Ограничение контактов — весьма эффективный способ замедлить распространение вируса. И когда в эксперименте инфицировали отдельных муравьев из 11 колоний смертельным грибком Metarhizium brunneum, результаты превзошли все ожидания.
Как только муравьи почувствовали угрозу, система их взаимодействий изменилась: колония разделилась на группы, все контакты между ними либо прекратились, либо были сведены к минимуму. Причем не только инфицированные, но и здоровые муравьи резко сократили круг общения и число контактов.
Что это, как не придуманный самой природой простой и эффективный способ защитить сообщество от эпидемии!
Разлучить малышей!
Интересный опыт демонстрируют термиты. Когда разражается эпидемия, они поедают своих детенышей. По мнению Нины Фефферман, эта мера позволяет устранить самых уязвимых особей, которые стали бы резервуаром инфекции и создали бы угрозу для всей колонии.
Человеческое общество вряд ли примет каннибализм в качестве стратегии общественного здравоохранения. Но если абстрагироваться от крайностей, то сам принцип действительно прекрасно работает во время эпидемии. Дети, являющиеся весьма контактной группой, вносят свою лепту в распространение коронавируса. И с этой точки зрения закрытие школ и других детских учреждений во время всплеска заболеваемости является весьма правильным шагом.
Интересно было бы экстраполировать модели, которые коллективные насекомые используют для распределения задач, на то, как компании могут организовать работу во время пандемии. Энтомологи могли бы сообщить специалистам по организации труда много интересного о том, как эффективно структурировать и перенаправлять персонал, выстраивать взаимодействие с учетом изоляции в условиях чрезвычайной ситуации. Потому что наш опыт в глазах природы отнюдь не уникален…