science >> Wetenschap >  >> Biologie

Het medicijn van mieren:redding en behandeling van gewonde personen

Een Matabele mier behandelt de wond van een soortgenoot met een antimicrobiële stof. Krediet:Erik Frank / Uni Würzburg

De Afrikaanse Matabele mier (Megaponera analis) leeft gevaarlijk bij het jagen op valide termieten. De dieren geven echter niet zomaar hun gewonden op. Afhankelijk van de mate van verwonding redden en behandelen ze ze. Gewonde personen beslissen zelf of ze geholpen worden. Als een exemplaar redding vraagt, blijft het kalm, geeft het feromonen vrij en laat het zich terugvoeren naar het nest. Dieren die te zwaar gewond zijn, bewegen zich daarentegen als een gek en boycotten het feit dat ze "MedEvaced" zijn.

Maar dat is niet alles. Terug in het nest worden de paramedici artsen en de mieren behandelen potentieel besmettelijke wonden op een manier die voorheen alleen bekend was bij mensen.

Mieren gebruiken antimicrobiële stoffen

Erik Frank is al sinds zijn master op het spoor van insecten. Als onderdeel van zijn doctoraat aan de Julius Maximilians Universiteit (JMU) in Würzburg had hij gemerkt dat de mieren de wonden van de gewonden likten, bijvoorbeeld afgehakte benen. De hypothese was dat dit gedrag bedoeld was om infecties te voorkomen. Mogelijk werden zelfs antimicrobiële stoffen gebruikt.

Een theorie die nu blijkbaar bevestigd is:"We kwamen erachter dat gewonde mieren communiceren wanneer een wond geïnfecteerd is", legt de bioloog uit. "In de toegepaste stoffen vonden we ruim honderd chemische componenten en 41 eiwitten. Van ongeveer de helft daarvan kunnen we nu al bewijzen dat ze antimicrobiële eigenschappen hebben", vervolgt hij. Deze stoffen lijken zeer efficiënt te zijn; ongeveer 90% van de behandelde dieren overleefden hun verwondingen. Deze bevindingen komen grotendeels voort uit onderzoek dat Frank onlangs heeft uitgevoerd tijdens zijn drie jaar als postdoc aan de Universiteit van Lausanne.

Volgens dit onderzoek produceren de mieren de stoffen in een zakachtige klier in het achterste deel van de thorax; de zogenaamde metapleurale klier. Het helpende dier pakt deze stoffen - uit zichzelf of rechtstreeks van de gewonde kameraad - met zijn poten op, neemt ze in zijn bek en brengt ze van daaruit op de verwonding aan.

Tot nu toe uniek in het dierenrijk

"We hebben hier te maken met een complex systeem van diagnose en bijhorende aangepaste behandeling", legt Erik Frank uit. Volgens de huidige stand van het onderzoek is zoiets uniek in het dierenrijk. Tot nu toe werd aangenomen dat alleen mensen in staat waren om infecties te diagnosticeren en vervolgens wonden te behandelen met antimicrobiële stoffen.

Nu wil Erik Frank zijn onderzoek uitbreiden en is daarvoor teruggekeerd naar JMU.

In Würzburg richt hij een onderzoeksgroep op in het kader van het Emmy Noether-programma. Zijn doel op lange termijn is om wondbehandeling in het dierenrijk te vestigen als onderzoeksgebied in de biologie. Eerst is het echter belangrijk om het onderzoek achtereenvolgens uit te breiden. Hiervoor zoekt hij momenteel twee promovendi, die elk onderzoek gaan doen naar een ander onderwerp uit de mierenwereld.

Tijdens een verblijf in Mozambique merkte Frank dat de lokale bevolking van Megaponera analis nauwelijks gewond raakte tijdens de jacht. De reden:"Ze jagen op kleinere termieten, die zich blijkbaar niet goed kunnen verdedigen." Als de mieren desondanks in het experiment werden geconfronteerd met gewonde dieren, was er geen hulp. "Hoewel ze tot dezelfde soort behoren, lijken ze dit gedrag volledig te hebben opgegeven. Een vraag zou nu zijn of de mieren nog steeds de stoffen produceren die worden gebruikt voor wondbehandeling - of misschien totaal andere."

Het onderwerp van het tweede project is de Eciton-drijfmier, die voorkomt in Midden- en Zuid-Amerika. "Er is ook wondgenezing waargenomen bij deze mier. Vanwege de duur van hun aanvallen van twaalf tot veertien uur, brengen de Eciton-mieren hun gewonden echter niet terug naar het nest, maar behandelen ze ze direct ter plaatse."

De studie van de geproduceerde en gebruikte antimicrobiële stoffen zou mogelijk zelfs stoffen kunnen vinden die gunstig zijn voor de menselijke geneeskunde.

Uitbreiding naar andere diersoorten

Op middellange termijn kan Frank zich voorstellen dat hij soortgelijke onderzoeken vooral met andere insecten zou doen. Denk bijvoorbeeld aan bijen of termieten.

"Insecten zijn bij uitstek geschikt voor observatie en experimenten", zegt Frank, "maar dergelijk gedrag zou in principe bij alle sociale diersoorten bestudeerd kunnen worden. Zo is bij chimpanseemoeders al waargenomen dat ze insecten uit de lucht vangen, erop kauwen het speeksel op de wonden van hun kroost aanbrengen en vervolgens het speeksel op de wonden van hun kroost aanbrengen. Het is nog niet bekend of de mensapen zich op specifieke insecten richten. Het valt echter niet uit te sluiten dat ze dezelfde stoffen gebruiken die bijvoorbeeld mieren produceren om wonden te behandelen ."

De eerste onderzoeksresultaten zorgden in 2018 al voor media-aandacht. Die lijkt toe te nemen met de nieuwe bevindingen. Meest recent was Erik Frank betrokken bij de productie van een bekende streamingprovider die schermtijd zal besteden aan de begaafde insecten als onderdeel van een aankomende documentairereeks. Hij zal ook betrokken zijn bij twee andere geplande projecten van andere grote providers. + Verder verkennen

Mieren redden hun gewonde