Michael Schulson 是 Undark 的特约编辑。他的作品也刊登在 Aeon、NPR、Pacific Standard、Scientific American、Slate 和 Wired 等刊物上。本文最初发表在 Undark。
英国布里斯托大学生物科学学院高级讲师 Nathalie Stroeymeyt 专门研究微型流行病，因为她会给蚁群感染致命的病原体，然后研究它们如何应对。然而，在三月份，情况发生了逆转：COVID-19 席卷英国，Stroeymeyt 被禁止进入她的蚂蚁流行病学实验室。她用来追踪蚂蚁行为的高性能计算机闲置着，只有一名被认定为“必需工人”的实验室技术员被允许照料实验室里数百个黑花园蚁群，每个蚁群都单独存放在塑料容器中。
随着世界各国政府都在鼓励人们保持社交距离以防止病毒传播，Stroeymeyt 将她观察到的情况与她的昆虫研究对象联系起来。Stroeymeyt 说，当前的社交距离指导“听起来很熟悉”，因为“我已经在蚂蚁身上看到过这种现象。”
这些见解是新兴昆虫研究领域的核心，一些科学家认为该领域可以帮助人类构想一个更有韧性的社会，以应对流行病。与人类一样，对于包括白蚁、蚂蚁以及许多种类的蜜蜂和黄蜂在内的社会性昆虫来说，抵御疾病可能是一项艰巨的任务。昆虫工蚁之间会交换体液，并共享狭窄的空间。在大多数物种中，巢穴的进出非常频繁。一些蚁群的人口数量堪比纽约市。
“它们生活在非常封闭的环境中，有大量的微生物负担，”波士顿东北大学研究社会性昆虫行为的行为生态学家 Rebeca Rosengaus 说。她补充说，其中许多微生物是病原体，它们可能像瘟疫一样席卷整个蚁群。社会性昆虫研究人员说，这种情况很少发生，而且如此庞大的种群不知何故能够限制传染病的传播。
在过去的三十年里，研究人员开始探索这究竟是如何发生的，并绘制出蚁群避免疾病侵害的各种方式。其中一些方法可能显得很奇异。而另一些方法，包括简单的类似免疫的行为和社交距离的形式，则可能显得异常熟悉。将它们结合起来，就形成了一种可以为与自身病原体作斗争的人类社会提供见解的平行流行病学——尽管到目前为止，人类流行病学家并没有过多关注这个领域。
尽管如此，Rosengaus 和其他一些研究人员现在正在探索这些见解。“一个人接触到真菌、细菌或病毒，或者任何病原体，回到蚁群后，却没有感染蚁群中的所有人，这是怎么可能发生的？” Rosengaus 问道。
尽管社会性昆虫一直是 一个多世纪以来科学研究的焦点，但研究人员说，病原体和其他寄生虫的威胁长期以来被忽视了。“主流的社会性昆虫研究长期以来一直忽略了寄生虫，”瑞士苏黎世联邦理工大学的实验生态学家 Paul Schmid-Hempel 说。生物学家 E.O. Wilson 于 1971 年撰写的该领域的经典著作《昆虫社会》甚至在其索引中都没有列出“疾病”、“病原体”、“细菌”或“病毒”等词。
作为 20 世纪 80 年代牛津大学的博士后研究员，Schmid-Hempel 意识到他研究的蜜蜂经常感染寄生虫。他开始提出一些问题，这些问题有助于开创一个小领域：如果病原体不仅仅是蚁群的偶然麻烦，而是深刻影响其社会演变本身的威胁呢？蚂蚁和蜂巢等群体在多大程度上实际上是微型流行病状态？
社会性昆虫的观察者们早就知道，这些动物会把它们的家打扫得一尘不染。工蚁会将废物和死体丢弃在巢穴外面。社会性昆虫会互相梳理毛发，也经常梳理自己的毛发。但近期的研究记录了其他有助于抵抗感染的适应性行为。例如，一些蚂蚁会采集具有抗菌作用的树脂，并将它们涂抹在巢穴周围，这个过程被研究人员描述为“集体用药”。社会性昆虫物种还会分泌 各种 具有杀灭微生物化合物的药物，并将其涂抹在自身和表面上。
梳理毛发似乎也带来了意想不到的好处。当一些蚂蚁互相梳理时，它们会将少量病原体转移给它们的巢友。生物学家 Sylvia Cremer 在一篇近期论文中写道，这些微小的暴露会导致“非致命性、低水平感染”，从而“触发保护性免疫”。她将这一过程比作种痘，这是一种曾经普遍用于通过接触病人的少量体液或风干的结痂材料来给人接种天花疫苗的方法。Rosengaus 的研究记录了潮湿木白蚁之间类似的社会免疫行为。
她和同事们还发现了证据，当一些黑木匠蚁群的成员接触到致病细菌时，它们能够产生免疫反应，并将其与巢友分享，从而使整个蚁群对疾病更具抵抗力。接触过病原体的蚂蚁似乎在感染之前就通过口对口的方式传递免疫系统化合物，为巢友的身体做好接触的可能性准备。Rosengaus 将这种适应性比作一个世界，在这个世界里，一个人可以通过法式接吻一个接种过疫苗的人，然后间接获得疫苗的益处。
这些发现挑战了社会性生活会因创造疾病传播的有利条件而自动对个体构成风险的假设。“风险和风险的缓解都来自于社会性本身，”田纳西大学诺克斯维尔分校生态学和进化生物学教授 Nina Fefferman 说，她研究疾病传播。“其他个体可能会让我们生病。但它们也可以提供拯救我们生命的照顾、食物和知识。” Fefferman 说：“一切都包含在这个非常复杂的一系列限制和目标之中。”
对于社会性昆虫研究人员来说，一个难以捉摸的问题是，人类公共卫生部门会对家庭实施新冠病毒隔离，并限制餐馆的容量，社会性昆虫社会是否也会像这样改变它们的互动方式，以增加疾病传播的难度——这种现象有时被称为组织免疫。大多数社会性昆虫蚁群都有复杂的任务划分系统。一些工蚁可能负责照顾蚁后，喂养幼虫，站岗，或觅食。几十年的研究分析了这种劳动分工在任务效率方面的作用。但是，从 21 世纪初开始，数学模型表明，这些社会分工也可能减缓感染的传播。例如，通过只与少数指定的工蚁互动，蚁后可能不太容易生病。
研究人员说，在真实蚁群中检验这些理论非常困难。但是，自动昆虫跟踪系统的出现为研究人员打开了新的可能性，使像 Stroeymeyt 这样的研究人员能够构建出关于蚁群内部谁与谁互动的详细图景。
为了绘制蚂蚁的社交网络，Stroeymeyt 和她的同事们在蚂蚁的胸部粘上微小的二维码标签，有些标签比一平方毫米还小。一旦蚁群中的每只蚂蚁都被标记——Stroeymeyt 估计她可以在 12 小时内为 500 只蚂蚁贴上二维码——蚁群就会被放在观察箱中。上方的摄像头每秒读取两次二维码，并记录下每只蚂蚁的位置，持续数小时。这个过程会生成关于蚁群中蚂蚁之间每一次接触的数据——数十万个数据点，通过强大的计算机，可以解析出蚁群社交网络的详细图景。
2014 年，Stroeymeyt 和她的同事们绘制了 22 个蚁群的网络图，并统计了它们在几天内的互动情况。他们表明，这些网络并非源于蚂蚁的随机互动。它们的互动更加模块化。某些蚂蚁之间的接触比与蚁群其他成员的接触更多。
至少在理论上，这种模块化网络本身就可以减缓感染在蚁群中的传播。毕竟，一种人类病毒在一个有 100 人的热闹派对上传播的速度，比在 20 个由五个朋友组成的孤立的小群体中传播得更快，而这五个朋友基本上只和彼此交往。
但更大的突破发生在团队用致命的蚂蚁感染真菌 *Metarhizium brunneum* 感染了 11 个蚁群中的个体，另外 11 个蚁群作为对照组。一旦蚂蚁感知到病原体，这些网络就发生了变化：它们的模块化程度增加，蚁群中不同的任务群体之间的互动比以前更少。接触到真菌的觅食蚂蚁接触次数减少。即使是未接触到病原体的蚂蚁也开始以不同的方式互动，将更高比例的接触限制在小范围的巢友之间。Stroeymeyt 告诉我，这个过程与社交距离无异。“这是保护蚁群免受疫情侵扰的一种非常廉价且简单的方式，”她说。
当然，这类研究直到最近才成为可能。正如 Stroeymeyt 指出的那样，尚不清楚在没有病原体的情况下，蚂蚁的模块化社交网络是为了应对感染威胁而进化形成的，还是病原体抑制仅仅是因其他原因而进化的模式的有用副产品。而且，虽然研究中记录的特定机制在减缓病原体传播方面是成功的，但它可能只是蚁群拥有的多种方法之一。此外，一篇近期论文对使用 *M. brunneum* 等病原体进行的实验室条件是否能真正反映蚁群在野外所面临的疾病状况提出了疑问。
尽管如此，Stroeymeyt 及其同事的研究发现在昆虫研究人员中得到了广泛讨论。而且，正如她指出的那样，蚂蚁的社交距离表明，人类在面对流行病时重新组织社会并不是孤例。
Stroeymeyt 说，如果说有什么的话，那就是蚂蚁的成功可能为在疫情中挣扎的人类提供了一些肯定和灵感。人类公共卫生部门只有几百年的历史，而蚂蚁社会已经进化了数百万年。“一个蚁群因病原体而崩溃的情况非常罕见，”Stroeymeyt 说。“我们知道它们的机制非常有效。”
虽然昆虫流行病学家研究 人类流行病学家的工作，但反之似乎较少见。研究人员说，理论上，社会性昆虫可以成为一个理想的模型系统：一种微型社会，几乎没有伦理限制，可以在其中探索疾病如何在网络中传播。但 Schmid-Hempel 指出，收集关于昆虫健康的详细信息很困难。“与社会性昆虫相比，人类拥有大量非常好的数据，”他说。有一天，研究人员可能会发现用昆虫社会来测试流行病学原理很有用。“我敢肯定，这一天会到来，”Schmid-Hempel 说。“但现在还没有到那个阶段。”
少数能够跨越鸿沟的研究人员之一是田纳西大学的研究员 Fefferman。Fefferman 接受应用数学训练，她研究感染如何在各种网络中传播——昆虫网络、人类网络、计算机网络，甚至是在线游戏中的网络。她的研究成果已发表在昆虫学和流行病学期刊上。她于 2007 年合写的关于《魔兽世界》中虚拟疫情的论文获得了公共卫生专家的广泛关注。
Fefferman 说，她对人类流行病学的研究借鉴了她对昆虫的研究。“你可以将社会性昆虫群落视为非常成功的城市，”她解释道。“然后你可以说，社会性昆虫使用哪些策略，无论是行为上的还是进化出来的，我们都可以借鉴？”
她举例说明了白蚁的食同类行为。当接触到严重的疫情爆发时，一些白蚁会立即吃掉蚁群的幼体。Fefferman 认为，这样做有助于消除“高度易感”个体的蓄积，这些个体很可能成为感染的储存库，从而导致疫情在巢穴中持续存在。
人类社会不太可能采纳食同类行为作为公共卫生策略。但 Fefferman 认为，基本原理在冠状病毒大流行期间可能仍然适用。“如果我们抽象地思考，”她说，“那就是学校停课。”从白蚁那里学到的教训可能是“把孩子们分开。孩子们将成为传播的巨大源头，会感染所有人。不要那样做。”
这种思维让 Fefferman 能够构建模型，旨在找到在流感疫情中分发药物的最有效方法。她正在撰写一篇关于公司如何组织劳动力来应对大流行病和其他灾难的新论文，该论文的灵感来自许多昆虫群落用来分配任务的队列式模型——尽管在最终论文发表时，她可能不会轻易宣传这一点。
事实上，Fefferman 表示，她通常不会在与公共卫生专家交谈时引用昆虫学对她工作的影响。
“我从不会走进一个公共卫生会议，然后说‘伙计们，虫子！’”她说。“但也许如果我那样做了，那将是极好的。”
