最近的一项研究展示了佛罗里达木匠蚂蚁如何进行复杂的外科治疗，包括伤口清洁和截肢，以帮助受伤的巢友。这种独特的行为根据损伤的类型而变化，突出了非人类物种的先进医疗系统，表明存活率明显高于未经治疗的伤害。
最近的一项研究展示了佛罗里达木匠蚂蚁如何进行复杂的外科治疗，包括伤口清洁和截肢，以帮助受伤的巢友。这种独特的行为根据损伤的类型而变化，突出了非人类物种的先进医疗系统，表明存活率明显高于未经治疗的伤害。图片来源：丹尼·布法特
对佛罗里达木匠蚂蚁的研究表明，它们采用先进的医疗技术，如截肢和伤口清洁，与未经治疗的病例相比，它们采用了先进的医疗技术，如截肢和伤口清洁，大大提高了存活率。发表在《当代生物学》上
第一作者、维尔茨堡大学的行为生态学家埃里克·弗兰克（Erik Frank）说：“当我们谈论截肢行为时，这实际上是唯一一个在动物王国中发生其物种的另一个成员对个体进行复杂而系统截肢的情况。
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来接种旨在平息可能的感染的抗菌化合物。佛罗里达木匠蚂蚁（Camponotus floridanus）之所以脱颖而出，是因为它们没有这样的腺体，它们似乎只使用机械手段来治疗它们的巢友。
研究人员发现，这种机械护理涉及两种途径之一。蚂蚁要么只用口器进行伤口清洁，要么进行清洁，然后完全截肢腿部。为了选择它们采取的路线，蚂蚁似乎会评估损伤的类型，从而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，股骨撕裂伤和踝关节样胫骨撕裂伤。所有股骨损伤都伴随着巢友对伤口的初步清洁，然后是巢友完全咬掉腿。相比之下，胫骨损伤只接受了口腔清洁。在这两种情况下，干预都导致实验性感染伤口的蚂蚁具有更高的存活率。
“股骨损伤，他们总是截肢，成功率在90%或95%左右。对于他们没有截肢的胫骨，它仍然实现了大约 75% 的存活率，“弗兰克说。相比之下，无人看管的感染股骨和胫骨擦伤的存活率分别低于 40% 和 15%。
不同损伤部位的影响
研究人员推测，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，这表明它在将血液（称为血淋巴）从腿部泵入主体方面起着功能性作用。随着股骨受伤，肌肉会受到损害，从而降低它们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。
“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人体。在股骨损伤中，腿部血液循环的速度减慢了，“弗兰克说。
因此，您可能会认为，如果胫骨损伤导致更快的感染，那么截肢全腿是最合适的，但结果恰恰相反。事实证明，蚂蚁截肢的速度是有区别的。蚂蚁辅助截肢至少需要 40 分钟才能完成。实验测试表明，如果胫骨受伤，如果在感染后不立即移除腿，蚂蚁将无法生存。
“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，因此它们试图通过花费更多时间清洁胫骨伤口来限制致命感染的可能性，”洛桑大学的资深作者和进化生物学家Laurent Keller评论道。
与人类医疗实践的比较
弗兰克说：“事实上，蚂蚁能够诊断出伤口，看看伤口是感染的还是无菌的，并由其他人在很长一段时间内进行相应的治疗——唯一可以与之相媲美的医疗系统就是人类的医疗系统。
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照顾。“这真的都是与生俱来的行为，”凯勒说。“蚂蚁的行为会根据个体的年龄而变化，但几乎没有证据表明有任何学习。
进一步的研究和启示
现在，实验室团队正在其他Camponotus物种中进行类似的实验，以了解这种行为的保守程度，并开始解开所有没有特殊抗菌（胸膜）腺体的蚂蚁物种是否也会进行截肢。此外，由于接受照顾的蚂蚁允许在有意识的情况下缓慢移除肢体，这就需要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，你让蚂蚁展示受伤的腿，让另一只完全自愿地咬掉，然后展示新形成的伤口，以便另一只蚂蚁可以完成清洁过程——这种与生俱来的合作水平对我来说是相当惊人的。
参考资料：
Erik.T.的“伤口依赖性腿部截肢以对抗蚂蚁社会中的感染”弗兰克、丹尼·布法特、乔阿尼托·利伯蒂、拉扎特·艾贝科娃、埃文·伊科诺莫和洛朗·凯勒，2024 年 7 月 2 日，当代生物学。
DOI： 10.1016/j.cub.2024.06.021
这项研究得到了瑞士 NSF、ERC 和 DFG 的支持。