蚂蚁进行截肢手术以拯救受伤的巢友

通过手术拯救生命不再是人类独有的。在7月2日发表在《当代生物学》杂志上的一项研究中，科学家们详细介绍了佛罗里达木匠蚁是一种常见的棕色物种，原产于其同名物种，如何通过清理伤口或截肢来选择性地治疗同伴受伤的四肢

当实验测试这些“治疗”的有效性时，它们不仅有助于恢复，而且研究团队发现蚂蚁的护理选择符合它们受到的伤害类型

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其物种的另一个成员对个体进行复杂而系统的截肢的情况。”。在2023年发表的一篇论文中，人们发现另一种蚂蚁群，即密螺旋体，使用一种特殊的腺体为伤口接种抗菌化合物，以平息可能的感染。佛罗里达木匠蚁（Camponotus floridanus）之所以引人注目，是因为它们没有这样的腺体，所以它们似乎只使用机械手段来治疗配偶

斑蛙的截肢。来源：Danny Buffat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洗伤口，要么在完全截肢后进行清洗。为了选择它们所走的路线，蚂蚁似乎会评估受伤的类型，以便对如何最好地治疗做出明智的调整

在这项研究中，分析了两种类型的腿部损伤，股骨撕裂伤和脚踝状胫骨撕裂伤。所有股骨损伤都伴随着由巢友对伤口进行初步清洁，然后由巢友完全咬掉腿部。相比之下，胫骨损伤仅接受口腔清洁。在这两种情况下，干预都能使伤口被实验感染的蚂蚁有更高的存活率

“股骨损伤，他们总是截肢，成功率约为90%或95%。而胫骨损伤，他们没有截肢，仍然实现了约75%的存活率，”Frank说。这与无人看管的感染性股骨和胫骨擦伤的存活率分别低于40%和15%形成对比

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，这表明它在将血液（称为血淋巴）从腿泵入主体方面发挥着功能

股骨受伤后，肌肉受损，降低了其循环潜在细菌血液的能力。另一方面，胫骨几乎没有肌肉组织，因此很少参与血液循环

花蛙的伤口护理。来源：Danny Buffat“在胫骨损伤中，血淋巴的流动不那么受阻，这意味着细菌可以更快地进入身体。而在股骨损伤中，腿部的血液循环速度减慢，”Frank说

你可以预料，如果胫骨损伤导致更快的感染，截肢是最合适的，但观察到的情况恰恰相反。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，对于胫骨损伤，如果感染后不立即移除腿，蚂蚁将无法存活

洛桑大学的资深作者兼进化生物学家Laurent Keller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概率。”

弗兰克说：“事实上，蚂蚁能够诊断伤口，看看它是被感染的还是无菌的，并在很长一段时间内由其他个体进行相应的治疗——唯一能与之匹敌的医疗系统将是人类。”

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：“这其实都是天生的行为。”。“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。”

现在，实验室团队正在其他Camponotus物种中进行类似的实验，看看这种行为有多保守，并开始研究是否所有没有特殊抗菌（偏胸膜）腺的蚂蚁物种也会截肢。此外，由于接受护理的蚂蚁可以在有意识的情况下缓慢移除肢体，这就需要进一步探索我们对蚂蚁社会疼痛的理解

弗兰克说：“当你看视频时，你看到蚂蚁展示受伤的腿，让另一只完全自愿地撕咬，然后展示新制作的伤口，这样另一只就可以完成清洁过程——这种天生的合作对我来说非常惊人。” More information: Erik Frank et al, Wound-dependent leg amputations to combat infections in an ant society, Current Biology (2024). DOI: 10.1016/j.cub.2024.06.021. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(24)00805-4

Journal information: Current Biology