Chemisten mieren brouwen antibioticacocktail om hun kolonie te beschermen

Houten mieren combineren boomhars met mierenzuur om hun nesten te beschermen tegen schimmels en bacteriën.

Foto's van Simon Williams / Minden

Chemisten mieren brouwen antibioticacocktail om hun kolonie te beschermen

Door Patrick MonahanMar. 14, 2017, 16:30 uur

Mieren hebben allerlei taken die we normaal als menselijk beschouwen, van architect tot boer tot insect-in-chief. Nu voegen wetenschappers nog een bezetting toe aan die lijst: chemicus. Een nieuwe studie toont aan dat houtmieren hun kolonies tegen ziekten beschermen door een krachtig antibioticum cocktail uit hun eigen lichaam te maken. De bevinding, een van de meest geavanceerde voorbeelden van dierfarmacologie, zou kunnen verklaren hoe sommige mieren epidemieën ontwijken.

Net als mensen leven houtmieren ( Formica paralugubris ) in dichte groepen, met kolonies in honderdduizenden. Dat zou hen tot primaire doelen voor wijdverspreide ziekten moeten maken, vooral omdat hun nesten warm, vochtig en vol dode insecten zijn die als voedsel kunnen worden gebruikt. De meeste mierensoorten slagen erin om epidemieën te voorkomen door elkaar te verzorgen en obsessief hun kolonies schoon te maken, en houtmieren nemen de extra voorzorgsmaatregel om antimicrobiële boomhars te verzamelen om terug te brengen naar hun nesten. Maar Michel Chapuisat, een evolutionair bioloog aan de Universiteit van Lausanne in Zwitserland, vermoedde dat deze soort een nog verfijnder geheim verbergt om gezond te blijven.

Om te onderzoeken, hebben Chapuisat en zijn collega's eerst gemeten hoe goed hout met mieren blootgesteld hars een dodelijke schimmel afweerde die mieren infecteert en zich verspreidt via sporen die in hun lichaam zijn gekweekt in vergelijking met alleen boomhars. In petrischalen bedekt met de schimmel ( Metarhizium brunneum ), resulteerde hars die 2 weken bij de mieren was opgeslagen in een 50% groter schimmelvrij gebied, meldt het team deze maand in Ecology and Evolution. Stenen en twijgen, beide veel voorkomend in nesten, kregen geen schimmelwerende boost door rond de mieren te zijn. Dat was een indicatie dat er iets speciaals gebeurde tussen houtmieren en hars.

Vervolgens gebruikten de onderzoekers vloeistofchromatografie, een techniek voor het analyseren van chemische mengsels, om eventuele stoffen achter te laten die door de houtmieren zijn achtergelaten. Eén verbinding die ze vonden was mierenzuur: een bijtende stof die door verschillende mierensoorten werd geproduceerd om bedreigingen te bestrijden, prooien te onderwerpen en hun nakomelingen te reinigen. Toen de wetenschappers boomhars in het zuur doopten, ontdekten ze dat het resulterende mengsel de schimmel beter afweerde dan alleen hars, of glas gedoopt in mierenzuur. Dat was genoeg voor de onderzoekers om te bevestigen dat de mieren de twee stoffen mixen een gevonden, één gemaakt om hun nesten gezond te houden. Zij exploiteren de boom en combineren deze met hun eigen gif, Chapuisat verklaart.

Ik vond het een heel interessant en opwindend artikel, zegt Michael Singer, een evolutionair ecoloog aan de Wesleyan University in Middletown, Connecticut. Veel dieren verdedigen zichzelf met stoffen die ze vinden of maken, maar Singer zegt dat deze nieuwe stof unieke synergistische effecten vertoont, wat betekent dat het mengsel van hars en mierenzuur meer is dan alleen de som van de delen. Het enige andere voorbeeld van een dier dat een combinatie als deze brouwt die Singer fensieve mixologie mensen noemt, en onze drugscocktails.

Maar in plaats van plotseling uit de geest van een briljante menselijke uitvinder te springen, is dit mengsel het resultaat van een lange evolutionaire touwtrekwedstrijd. De mieren hebben 50 miljoen jaar meegewerkt met hun ziekteverwekkers, en misschien langer, zegt Christopher Pull, een evolutionair bioloog aan het Instituut voor Wetenschap en Technologie Oostenrijk in Klosterneuberg. En voor nu lijken de insecten hun microben op afstand te houden. Met problemen zoals antibioticaresistentie die menselijke medicijnen minder effectief maken, zegt Pull dat de beproefde strategieën van mieren misschien de moeite van het bekijken waard zijn. "Misschien hebben ze haalbare oplossingen bedacht voor deze problemen die we nu net tegenkomen."