科学网—蚂蚁竟然掌握手术截肢的能力！【神奇】
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2024-7-3 08:38
| 系统分类: 海外观察
蚂蚁可能是唯一进行手术截肢的动物
令人惊讶的策略可能是防止整个菌落被细菌感染的方法
生物学家埃里克 ·弗兰克（Erik Frank）在研究蚂蚁行为的11年中从未见过这样的事情。他和维尔茨堡大学的同事们将佛罗里达木蚁带回了他们在德国的实验室，以了解它们如何应对伤害。大多数蚂蚁物种通过涂上抗菌粘液来治疗战友受伤或断肢。但红褐色的木匠蚂蚁采取了不同的策略：它们咬掉了肢体的其余部分，有效地截肢。
其他动物，如蜥蜴，为了逃避捕食者而脱落自己的四肢，但弗兰克说，这是昆虫切断巢友腿以挽救生命的第一例。唯一能做到这一点的其他物种是人类。 “我根本不相信这一点，因为这非常违反直觉，”他说。“在我接受之前，我重复了四次实验。
大多数蚂蚁物种都有分泌抗菌化合物的腺体，以避免真菌和细菌感染，这些感染通常通过伤口进入它们的身体。但是佛罗里达木蚁（ Camponotus floridanus ） ——一种原产于美国南部的厘米长昆虫——在进化过程中失去了这个腺体。为了弄清楚这个物种是如何自生自灭的，弗兰克的团队在股骨处切开了蚂蚁的腿，并将伤口暴露在 铜绿假单胞菌 （一种常见于土壤中的细菌）中。该团队将一些蚂蚁隔离开来，并将其他蚂蚁送回巢穴。
返回巢穴的蚂蚁很快被一两个同伴接近，它们啃咬了股骨上方的腿，将其完全截肢。接受这种 “手术”的蚂蚁中有百分之九十幸存下来。相比之下，只有40%的人独自生活。
研究人员还用一把微型剪刀伤害了蚂蚁的腿，在胫骨下方。这一次，昆虫同伴没有截肢受伤的巢友的附肢 ;相反，他们只是用舌头舔舐伤口以去除细菌。90%的孤立蚂蚁死亡，而75%返回巢穴的蚂蚁幸存下来。
旁观者蚂蚁所采用的策略的差异可能在于昆虫的生理机能。高分辨率显微镜显示，佛罗里达木蚁的股骨有几块肌肉，阻碍了血淋巴（昆虫版血液）的循环，阻止了细菌迅速进入体内。因此，蚂蚁可能更有可能截肢股骨损伤，因为它们有时间执行此程序，洛克菲勒大学蚂蚁生物学专家丹尼尔 ·克罗诺尔（Daniel Kronauer）解释说，他没有参与这项研究。相比之下，胫骨的肌肉较少，无法阻止血淋巴，使血液循环更快，细菌进入得更快。这意味着胫骨损伤必须更快地治疗，Kronauer说。
为了找出胫骨伤口后的截肢是否与股骨伤口后的截肢一样有效地阻止感染，弗兰克的团队截肢了蚂蚁的腿。对蚂蚁体内 DNA的分析表明，股骨伤口后的截肢确实阻止了细菌感染，而胫骨伤口后的截肢则没有。与研究人员所认为的相反，胫骨截肢并没有提高昆虫的生存率，而这正是蚂蚁“似乎知道的”，弗兰克说。
Kronauer说，就像它们的等级社会结构一样，截肢是蚂蚁进化出与人类非常相似的“复杂行为”的另一种令人惊讶的方式。“这就像从战场上救出受伤的士兵，然后治疗他们一样。
这些发现可能会改变人们对蚂蚁的看法，牛津大学的生物学家克里斯托弗 ·普尔（Christopher Pull）说，他没有参与这项工作。他说，他们不仅仅是只为女王工作的士兵，随时都会被替换或丢弃，他们竭尽全力互相帮助。
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