Loviniskamuurahaisen immuunipuolustuksen käynnistyminen

Patogeenit ja loiset ovat merkittävä evolutiivinen tekijä, koska ne ovat yleisiä. Näiltä suojautuminen on evolutiivisesti merkittävä tekijä ja tärkeä trade-off: Immuunipuolustuksen ylläpito on kallista, mutta toisaalta edistää selviytyvyyttä. Selkärangattomilla ei ole yhtä hienostunutta immuunipuolustusta kuin selkärankaisilla, mutta on esitetty arvailuja, että Erityisesti yhteiskuntahyönteisillä voisi odottaa olevan sosiaalisia menetelmiä immuunipuolustuksen käynnistämisessä. Vanhemmat työläiset voisivat "rokottaa" vastakuoriutuneita työläisiä ja näin tehostaa näiden immuunipuolustusta. Tavoitteeni oli selvittää onko näin tarkastelemalla antimikrobiaalisien peptidien määrää muurahaisten hemolymfassa kuoriutumisen jälkeen. Tutkin bakteerimaljauskokeiden avulla antimikrobiaalisten peptidien määrää loviniskamuurahaisten (Formica exsecta) vastakuoriutuneiden työläisten hemolymfassa. Pilottikokeissa selvitin sopivan bakteerilajin ja –annoksen varsinaisiin kokeisiin ja pidin luonnosta tuotuja muurahaisia karanteenissa, jotta saisin selville aleneeko immuunivaste pienemmässä patogeenipaineessa. Varsinaisissa kokeissa käytin viittä eri käsittelyä. Tartutin muurahaisia antamalla suun kautta (1) kuollutta bakteeria tai (2) elävää bakteeria. Annoin muurahaisten kasvaa (3) vanhojen työläisten kanssa tai (4) kuolleelle bakteerille altistettujen muurahaisten kanssa. (5) Kontrollina toimi käsittely, jossa muurahaisille ei tehty mitään. Antimikrobiaalisten peptidien määrän selvittämisen lisäksi tarkkailin työläisten kuolleisuutta eri käsittelyissä. Pilottikokeiden tulokset eivät antaneet bakteeriannostuksen tai –valinnan suhteen vahvoja tuloksia. Tarkastelin määrän ja bakteerin vaikutusta varianssianalyysillä ja lineaarisella regressiolla, mutta selkeitä riippuvuuksia ja merkitsevyyksiä ei löytynyt. Päädyin käyttämään Micrococcus luteus –bakteeria ja tarttuttamaan muurahaiset juottamalla niille bakteerilientä. Karanteenikokeessa ei tapahtunut merkittävää immuunivasteen sammumista Varsinaisten kokeiden aineiston analysoin tilastollisesti varianssianalyysillä. Immuunivasteen käynnistymiseen vaikutti tilastollisesti merkitsevästi vain aika: Kahden päivän näytteissä ei ollut lähes lainkaan antimikrobiaalisia peptidejä, kun taas viikon ja kahden näytteistä hieman yli puolessa oli peptidejä. Käsittelyillä tai pesillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja immuunivasteen käynnistymisessä. Kuolleisuus oli suurinta käsittelyissä, joissa työläisiä tartutettiin kuolleella ja elävällä bakteereilla ja pienintä käsittelyissä, joissa työläisiä kasvatettiin yhdessä kuolleella bakteerilla tartutettujen ja tartuttamattomien vanhojen työläisten kanssa. Kontrollikäsittely erosi näistä molemmista merkittävästi ja kuolleisuus oli näiden kahden ryhmän välissä. Tutkimukseni puoltaa näkemystä, että vastakuoriutuneilla muurahaisilla ei ole vielä toimivaa immuunipuolustusta, mutta se käynnistyy ympäristöstä riippumatta muutaman päivän kuluessa. Omassa tutkimuksessani vanhemmat työläiset eivät auttaneet immuunivasteen käynnistymisessä, eikä ympäristön patogeenipaine nopeuttanut tai tehostanut immuunivasteen syntymistä. Täydellinen muodonmuutos on fysiologisesti rankka prosessi, jonka aikana muurahainen on hyvin suojattu kotelon sisällä – työläinen ei siis välttämättä tarvitse puolustusta vaan voi panostaa muihin kustannuksiin