观看一只工蚁咬掉另一只受伤同伴的腿以试图拯救它

人类并非唯一 尝试治疗伤口——甚至进行 截肢动物物种。一些木匠蚁似乎会为它们的同巢蚁清理伤口或移除肢体,甚至可能根据伤情的类型来调整治疗方案。这些发现被描述在 7 月 2 日发表在《Current Biology》杂志上的一项 研究 中,并在上面的视频中得到观察。

“当我们谈论截肢行为时,这确实是动物界中唯一一个由同物种成员对另一成员进行复杂而系统的截肢的情况,”该研究的合著者、维尔茨堡大学行为生态学家 Erik Frank 在一份声明中 说道

对于蚂蚁来说,伤口清理并非某个特定物种独有。Megaponera analis 蚂蚁使用一种 特殊腺体来输送抗菌化合物,以抑制可能的感染。然而,本研究中的佛罗里达木匠蚁没有这种腺体,似乎仅通过物理方式治疗同伴。这种护理有两种方式。第一种方法是蚂蚁用口器清理伤口,不含其他蚂蚁拥有的类抗生素分泌物。第二种方法包括与第一种方法相同的清理,然后用口器完全移除受损的腿。为了确定最佳的治疗方案,这些昆虫似乎会评估伤情的类型。

这项研究 中,研究团队分析了两种腿部损伤——股骨的撕裂伤和踝关节状胫骨的损伤。所有股骨损伤都伴随着巢穴同伴对伤口的初步清理。然后,同巢伴侣会咬断腿。胫骨损伤仅接受口器清理。在这两种情况下,经过实验感染伤口的蚂蚁的 存活率要高得多

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“股骨损伤,它们总是截肢,成功率约为 90% 或 95%。而胫骨损伤,它们不截肢,存活率仍约为 75%,”Frank 说。相比之下,未得到处理的股骨和胫骨感染性擦伤的存活率分别低于 40% 和 15%。

研究团队认为,首选的伤口护理方式可能与伤口部位感染的风险有关。对股骨进行的微型 CT 扫描显示,股骨主要由肌肉组织构成。肌肉组织表明股骨是 血淋巴——在泵血从腿部进入身体主干方面起着功能作用。股骨受伤意味着肌肉可能会受损,从而降低循环携带潜在细菌血液的能力。然而,胫骨的肌肉组织较少,在血液循环中的作用很小。

“在胫骨损伤中,血淋巴的流动受阻较小,意味着细菌可以更快地进入体内。而在股骨损伤中,腿部血液循环的速度减慢了,”Frank 说。

Camponotus maculatus 蚂蚁可以用口器清理伤口。信用:Danny Buffat。

最初,人们认为如果胫骨损伤导致感染加快,那么截肢是更合适的方法。然而,研究团队实际上观察到了相反的情况。蚂蚁截肢的速度会产生影响,一次蚂蚁协助的截肢至少需要 40 分钟。对于胫骨损伤,研究团队的实验测试表明,如果在感染后未立即移除腿部,蚂蚁就会死亡。

“因此,由于它们无法足够快地切断腿部以阻止有害细菌的扩散,蚂蚁试图通过花费更多时间清理胫骨伤口来限制致命感染的几率,”研究合著者、洛桑大学进化生物学家 Laurent Keller 在一份声明中 说道

研究团队 称,这些昆虫能够诊断伤口、判断是否感染然后进行治疗,这使得“唯一能与之媲美的医疗体系就是人类的。”

鉴于这些行为的复杂性,接下来的一个逻辑研究方向将是弄清楚这些蚂蚁是如何能够进行如此精确的护理的。

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“这完全是先天行为,”Keller 说。“蚂蚁的行为会根据个体年龄而变化,但几乎没有证据表明有学习行为。”

该团队目前正在对其他Camponotus 物种进行类似的实验,以调查这种行为的保守性,并探究所有缺乏特殊抗菌腺体的蚂蚁物种是否都会进行截肢。由于接受护理的蚂蚁在清醒状态下也允许缓慢移除肢体,因此研究团队希望进一步了解蚂蚁社会的疼痛感。

“当你观看视频时,你会看到一只蚂蚁展示受伤的腿,让另一只蚂蚁完全自愿地咬掉,然后展示新形成的伤口,以便另一只蚂蚁完成 [伤口] 清理过程——这种程度的先天合作对我来说非常惊人,”Frank 说。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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