科技日报---会手术的蚂蚁

2024-08-21 09:50阅读：

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题记：小蚂蚁，了不起的生命，它们生来就具备智慧、外科手术的技能且具有合作精神和团队意识。人类与之相比较，有些汗颜，小蚂蚁的上述能力和认知，人类是要通过学习才能获得的；而且还不一定赶上它们。从这一点上说，人类根本不是什么高等的物种，与其他生物（无论是植物还是动物）相比，有许多值得人类学习和提高的地方。智慧和能力并非人类独有！因此，人类尚需努力，更应该敬畏自然，敬畏其他生命………

科技日报---会手术的蚂蚁

最近的一项研究展示了佛罗里达木蚁如何进行复杂的手术治疗，包括伤口清洁和截肢，以帮助受伤的同伴。这种独特的行为因损伤类型而异，突显了非人类物种的先进医疗系统，其存活率明显高于未经治疗的损伤。图片来源：丹尼•巴菲特
对佛罗里达木蚁的研究表明，它们根据损伤类型采用截肢和伤口清洁等先进医疗技术，与未经治疗的病例相比，显著提高了存活率。
发表在《当代生物学》上的一项新研究表明，人类并不是唯一通过手术挽救生命的物种。研究人员已经展示了佛罗里达木蚁（一种常见的棕色物种，原产于其同名物种）是如何选择性地治疗同伴受伤的肢体的，无论是通过伤口清洁还是截肢。当实验测试这些“治疗方法”的有效性时，它们不仅有助于恢复，而且研究小组发现蚂蚁的护理选择符合它们所受的伤害类型。
第一作者、维尔茨堡大学的行为生态学家埃里克•弗兰克说：“当我们谈论截肢行为时，这实际上是动物王国中唯一一种由另一个物种成员对个体进行复杂和系统截肢的情况。”
了解蚂蚁的伤口护理

蚂蚁的伤口护理并不是一个全新的现象。2023年发表的一项研究发现，另一组蚂蚁Megaponera analis使用一种特殊的腺体为伤口接种抗菌化合物，以消除可能的感染。佛罗里达木蚁（Camponotus floridanus）的突出之处在于，由于它们没有这种腺体，它们似乎只能使用机械手段来治疗它们的同伴。
研究人员发现，这种机械护理涉及两种途径之一。蚂蚁要么只用口器清洁伤口，要么在完全截肢后进行清洁。为了选择它们所走的路线，蚂蚁似乎会评估损伤的类型，以便就如何最好地治疗做出明智的调整。
损伤治疗的详细分析
在这项研究中，分析了两种类型的腿部损伤，股骨撕裂伤和踝状胫骨撕裂伤。所有股骨损伤都伴随着蚂蚁同伴对切口的初步清理，然后同伴完全咀嚼腿部。相比之下，胫骨损伤只接受了口腔清洁。在这两种情况下，干预措施都使实验性感染伤口的蚂蚁存活率大大提高。
Frank说：“股骨损伤，它们总是截肢，成功率约为90%或95%。对于胫骨，它们没有截肢，存活率仍为75%左右。”这与无同伴看管的感染性股骨和胫骨擦伤的存活率分别低于40%和15%形成鲜明对比。
不同受伤部位的影响
研究人员假设，伤口护理的首选路径可能与伤口部位感染的风险有关。股骨的显微CT扫描显示，它主要由肌肉组织组成，表明它在将血液（称为血淋巴）从腿部泵入主体方面发挥着功能作用。股骨受伤后，肌肉会受到损害，降低其循环可能携带细菌血液的能力。另一方面，胫骨几乎没有肌肉组织，因此很少参与血液循环。
Frank说：“在胫骨损伤中，血淋巴的流动受到的阻碍较小，这意味着细菌可以更快地进入体内。而在股骨损伤中，腿部的血液循环速度减慢。”
那么，你可能会认为，如果胫骨损伤导致更快的感染，截肢是最合适的，但实际情况恰恰相反。事实证明，蚂蚁截肢的速度会有所不同。蚂蚁辅助截肢至少需要40分钟才能完成。实验测试表明，如果感染后不立即截肢，蚂蚁将无法存活。
洛桑大学的资深作者兼进化生物学家劳伦特•凯勒评论道：“因此，由于蚂蚁无法足够快地切断腿以防止有害细菌的传播，它们试图通过花更多时间清洁胫骨伤口来限制致命感染的可能性。”
与人类医学实践的比较
Frank说：“事实上，蚂蚁能够诊断伤口，查看伤口是否感染或无菌，并在很长一段时间内由其他个体进行相应的治疗，这是唯一可以与人类相媲美的医疗系统。”
考虑到这些行为的复杂性，下一个合理的想法是这些蚂蚁如何能够进行如此精确的护理。凯勒说：“这真的都是天生的行为。”“蚂蚁的行为会根据个体的年龄而变化，但几乎没有任何学习的证据。”
进一步的研究和启示
现在，实验室团队正在其他Campontous物种中进行类似的实验，以了解这种行为的保守性，并开始研究是否所有没有特殊抗菌（化胸膜）腺的蚂蚁物种也会进行截肢。此外，由于接受护理的蚂蚁可以在有意识的情况下缓慢地移除肢体，这要求我们进一步探索我们对蚂蚁社会中疼痛的理解。
弗兰克说：“当你看视频时，你会看到蚂蚁展示受伤的腿，让另一只完全自愿地咬掉，然后展示新形成的伤口，这样另一只就可以完成清洁过程，这种天生的合作程度对我来说非常惊人。”

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