一只蚂蚁选择性地切断受伤姐妹的感染肢体

通过手术拯救生命不再是人类的专利。在 7 月 2 日发表在《当代生物学》杂志上的一项研究中，科学家详细描述了佛罗里达木蚁(一种常见的棕色物种)如何选择性地治疗同伴的受伤肢体——要么清理伤口，要么截肢。在通过实验测试这些“治疗”的有效性时，研究小组发现它们不仅有助于康复，而且蚂蚁的护理选择还与它们所面临的伤害类型有关。

“当我们谈论截肢行为时，这实际上是动物界唯一一起同物种成员对一个个体进行复杂而系统性截肢的案例，”第一作者、维尔茨堡大学行为生态学家Erik Frank (@ETF1989 )说。

蚂蚁的伤口护理并不是一个全新的现象。在2023 年发表的一篇论文中，研究人员发现，另一群蚂蚁Megaponera analis使用一种特殊的腺体向伤口接种抗菌化合物，以抑制可能的感染。佛罗里达木蚁 ( Camponotus floridanus ) 的与众不同之处在于，由于它们没有这种腺体，因此它们似乎只使用机械手段来治疗它们的巢穴同伴。

研究人员发现，这种机械护理涉及两种方式之一。蚂蚁要么只用口器清理伤口，要么先清理伤口，然后完全截肢。为了选择采取哪种方式，蚂蚁似乎会评估受伤的类型，以便对最佳治疗方法做出明智的调整。

这项研究分析了两种类型的腿部损伤，即股骨上的裂伤和踝骨上的裂伤。所有股骨损伤都伴随着巢穴同伴对伤口的初步清理，随后巢穴同伴将整条腿咬掉。相比之下，胫骨损伤只得到了口腔清理。在这两种情况下，干预都导致实验中伤口​​感染的蚂蚁存活率大大提高。

“股骨损伤通常需要截肢，成功率约为 90% 或 95%。而胫骨损伤不需要截肢，成功率仍达到 75% 左右，”弗兰克说。相比之下，未经治疗而感染的股骨和胫骨擦伤的存活率分别不到 40% 和 15%。

研究人员推测，首选的伤口护理方式可能与伤口部位感染的风险有关。股骨的微型 CT 扫描显示，股骨主要由肌肉组织组成，这表明股骨起着将血液(称为血淋巴)从腿部泵送到身体主要部位的功能性作用。股骨受伤后，肌肉会受到损害，从而降低其循环可能含有细菌的血液的能力。另一方面，胫骨几乎没有肌肉组织，因此很少参与血液循环。

“胫骨受伤时，血淋巴流动的阻碍较少，这意味着细菌可以更快地进入人体。而股骨受伤时，腿部血液循环速度减慢，”弗兰克说。

你可能会认为，如果胫骨损伤会导致更快的感染，那么截肢是最合适的，但观察到的情况却恰恰相反。事实证明，蚂蚁截肢的速度有所不同。蚂蚁协助截肢至少需要 40 分钟才能完成。实验测试表明，如果胫骨受伤后不立即截肢，蚂蚁将无法存活。“因此，由于它们无法足够快地切断腿部以防止有害细菌的传播，蚂蚁会花更多时间清理胫骨伤口，以尽量降低致命感染的可能性，”洛桑大学的资深作者兼进化生物学家 Laurent Keller( @KellerLab_Ants )评论道。

“事实上，蚂蚁能够诊断伤口，判断其是否被感染或无菌，并在很长一段时间内由其他个体对其进行相应的治疗——唯一能与之媲美的医疗系统就是人类的医疗系统，”弗兰克说。

考虑到这些行为的复杂性质，接下来一个合理的思考是这些蚂蚁如何能够如此精确地照顾他人。“这实际上都是天生的行为，”凯勒说。“蚂蚁的行为会根据个体的年龄而改变，但几乎没有证据表明有任何学习行为。”

现在，实验室团队正在对其他弓背蚁物种进行类似实验，以了解这种行为的保守程度，并开始揭示是否所有没有特殊抗菌腺(后胸膜)的蚂蚁物种也会进行截肢。此外，由于接受护理的蚂蚁在有意识的情况下可以缓慢地切除肢体，这需要进一步探索我们对蚂蚁社会疼痛的理解。

“当你看到视频中蚂蚁伸出受伤的腿，让另一只脚完全自愿地咬掉，然后伸出新造成的伤口，让另一只脚完成清洁过程时——这种程度的天生合作对我来说非常惊人，”弗兰克说。

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