在许多社会性动物中，个体常常会隐藏生病的迹象，以避免被群体排挤。然而，蚂蚁的蛹却采取了一种截然不同的方式。当面临无法存活的感染时，它们会产生一种化学警报，警告巢友它们所代表的危险。
工蚁对警告信号做出反应
一旦工蚁探测到这种信号，它们就会迅速行动。它们打开受感染蛹的茧，在其外表面制造微小切口，并涂抹蚁酸——一种由工蚁自身产生的天然抗菌化合物。这种处理方式杀死了蛹内生长的病原体，但同时也导致了蛹的死亡。
"乍看之下的自我牺牲行为，实际上对发出信号的个体也有益处：它保护了与自己共享许多基因的巢友。通过向群体警告其致命的感染，濒死的蚂蚁帮助群体保持健康并产生子群体，从而间接地将信号发出者的基因传递给了下一代，"该研究的第一作者、曾在ISTA由Sylvia Cremer领导的'社会免疫'研究小组担任博士后的Erika Dawson解释道。
这项与德国维尔茨堡大学的化学生态学家Thomas Schmitt合作进行的研究，首次记录了社会性昆虫中这种形式的利他性疾病信号传递。如果没有这样的预警系统，一只垂死的蚂蚁可能变得具有高度传染性，并威胁到整个群体。通过及早发出病况信号，无法治愈的病蚁使得群体能够在威胁升级之前将其消除。
为何蚂蚁群体依赖极端合作
在群体的尺度上，蚂蚁的功能像一个"超个体"，其中不同的成员承担着对群体生存至关重要的角色。蚁后专注于繁殖，而工蚁则管理从育幼、巢穴维护到健康护理的一切事务。这反映了人体内的劳动分工，其中生殖细胞产生后代，其他细胞执行日常生物任务。
无论是生物体还是超个体，都依赖于生殖和非生殖组成部分的紧密合作。在蚂蚁中，这种合作如此广泛，以至于包含了即使以个体为代价也要使群体受益的行为，例如牺牲被致命感染的 brood（幼体）。
为何需要预警信号
一个自然的问题是，如果生病的个体可以自行离开，蚂蚁为何进化出如此复杂的警报系统。Cremer解释说："濒临死亡的成年蚂蚁会离开巢穴，死在群体之外。同样，接触过真菌孢子的工蚁也会实行社会隔离。"然而，对于无法独立移动的幼体来说，这种选择并不可行。就像体内的受感染细胞一样，它们需要外部帮助。
正在发育的蛹和身体细胞面临相似的挑战，并采用相似的策略。两者都释放化学信号，吸引免疫细胞或工蚁前来，使这些帮助者能够清除潜在的感染源。免疫学家将这种信号称为"找到我并吃掉我信号"。
"这种信号必须既敏感又特异，"Cremer补充道。"它应有助于识别所有病危的蚂蚁蛹，但又要足够精确，以避免触发对健康蛹或那些能够用自身免疫系统克服感染的蛹进行拆封。"这引出了如何实现这种精确性的问题。
感染如何改变蛹的气味
Schmitt的工作专注于社会性昆虫的化学通讯，他指出工蚁能够在众多蛹中精准定位一个生病的蛹。"这意味着这种气味不能简单地通过巢室扩散，而必须与患病的蛹直接关联。因此，该信号并非由挥发性化合物组成，而是由蛹体表的非挥发性化合物构成。"
当蛹被致命感染时，蚂蚁天然气味特征中的两种成分会变得更强。为了测试是否仅仅是这种气味变化触发了消毒反应，研究人员将改变后的气味转移到健康的蛹上，并监测工蚁的行为。
"我们提取了发出信号的蛹的气味，并将其涂抹在健康的幼体上，"Cremer说。结果显示，仅凭这种气味就足以让工蚁拆封处理过的蛹，这表明致命感染幼体改变后的气味，其作用方式与受感染身体细胞中观察到的"找到我并吃掉我信号"相同。
为何只有某些蛹发出警告
根据Dawson的说法，并非所有幼体都会发出这种警报信号。"未观察到蜂王蛹向群体发出这种警告信号，因为它们比工蚁蛹具有更强的免疫防御能力，可以自行控制感染，"她解释说。然而，工蚁蛹缺乏这种能力，确实会发出求助信号。
只有当感染无法控制时才发出信号，这确保了群体仅对真正的威胁做出反应。这防止了不必要的个体损失，这些个体仍有可能康复。Cremer总结道："正是个体与群体层面之间的这种精确协调，使得这种利他性的疾病信号传递如此有效。"
动物研究信息
为了更好地理解基础生物学过程，例如行为生物学、免疫学或遗传学中的过程，涉及动物的研究是必不可少的。没有其他方法，包括计算机模拟方法，可以完全取代这些研究。实验中使用的所有动物都是根据严格的法律法规进行收集、饲养和处理的。