Bijzondere zelfopoffering: zieke mieren geven alarmgeur af om hun kolonie te redden

Als een cel in je lichaam dodelijk geïnfecteerd raakt, dan wacht die niet af tot het fout afloopt. De cel stuurt een chemisch SOS-signaal rond zodat het immuunsysteem hem kan uitschakelen. Dit soort zelfopoffering voor het algemeen belang is precies wat er ook gebeurt in mierenkolonies.

Onderzoekers van het Institute of Science and Technology Austria (ISTA) hebben ontdekt dat terminaal zieke mierenpoppen, ook wel pupa’s genoemd, bewust een geur afgeven die hun nakende einde verraadt. Het alarm vertelt de kolonie: “Ik ben verloren, red jezelf.” Een verbijsterende vorm van zelfopoffering, schrijft het team deze week in vakblad Nature Communications.

Superorganisme met strakke regels

Een mierenkolonie werkt als één lichaam: de koningin produceert nageslacht, de arbeiders onderhouden en beschermen het geheel. Net als in ons eigen lijf zijn reproductieve en werkende onderdelen volledig van elkaar afhankelijk. En net als cellen zijn individuele mieren zelfs in staat om te sterven voor het grotere doel. “Wat eerst pure zelfopoffering lijkt, blijkt ook in het voordeel van de zieke zender te zijn”, legt onderzoeksleider Erika Dawson uit. “Door te waarschuwen beschermt de doodzieke pupa zijn nestgenoten en zorgt hij ervoor dat de kolonie gezond blijft. Zo wordt de kans op het ontstaan van dochterkolonies en het verspreiden van zijn eigen genen ook groter.”

Waar veel sociale dieren hun ziekte verbergen om uitsluiting te voorkomen, doen mierenlarven juist het tegenovergestelde: ze trekken de aandacht van de ‘opruimers’ wanneer ze geen kans meer hebben om het er levend van af te brengen.

Ziektebestrijding met een luchtje

Zodra een pupa de dodelijke infectie niet meer kan stoppen, verandert zijn geurprofiel. Die geur bestaat uit stofjes die op het oppervlak van de cocon blijven zitten, precies genoeg om door werksters te worden herkend. En zij komen dan bliksemsnel in actie: ze halen de pop uit zijn cocon, maken kleine openingen in zijn huid en injecteren mierenzuur, hun eigen antimicrobiële gif. De behandeling doodt de ziekteverwekker razendsnel, maar ook de pop zelf.

Een werkster bezig met de pupa. Foto: Line V. Ugelvig & Barbara Leyrer / ISTA

Als de terminale larve geen kik had gegeven, dan was hij later in alle stilte het hoekje omgegaan en verandert in een infectieuze tijdbom. De kamikazegeur voorkomt meer leed voor de groep. “De actieve signalering van het slachtoffer maakt een snelle detectie en verwijdering van de ziekteverwekkers mogelijk”, zegt Dawson. “Het voorkomt dat één dood individu een hele kolonie omver trekt.”

Waarom niet gewoon weglopen?

Volwassen mieren die voelen dat hun einde nadert, verlaten soms zelf het nest, een soort natuurlijke quarantaine. Ook werksters die met schimmelsporen zijn besmet, houden bewust afstand van anderen. Maar poppen en larven hebben een groot probleem: ze kunnen zich niet verplaatsen.

“Broed kan simpelweg niet weglopen”, legt groepsleider Sylvia Cremer uit. “Net als geïnfecteerde lichaamscellen zijn ze afhankelijk van externe hulp.” Daarom moeten ze een andere strategie gebruiken: het zogenaamde ‘vind-me-en-eet-me-op-signaal, bekend uit de immunologie. Daarmee lokken ze de opruimers juist naar zich toe.

Hoe ruikt een stervende mier?

Chemisch ecoloog Thomas Schmitt ontdekte dat het waarschuwingssignaal bestaat uit een versterking van twee geurcomponenten uit het normale mierengeurprofiel. Omdat deze stoffen niet door de kolonie zweven maar direct op de pupa zitten, kunnen werksters precies het juiste individu eruit pikken.

Het team bevestigde dit door de geur te isoleren en op gezonde poppen te smeren. De reactie liet niets aan de verbeelding over: ook zij werden er uitgepikt en ‘gedesinfecteerd’. “We haalden de geur van de signaalpupa en brachten die aan op gezond broed”, legt Cremer uit. “En dat alleen al was genoeg om de werksters tot actie aan te zetten.”

Koninginnenpoppen

Interessant genoeg geven niet alle zieke pupa’s een signaal af. Koninginnenpupa’s hebben een sterker immuunsysteem en kunnen sommige infecties zelf nog onderdrukken. Zij geven geen alarm. En terecht, want het is niet nodig om opgeofferd te worden. “Alleen wanneer de infectie oncontroleerbaar wordt, sturen pupa’s het signaal uit”, vertelt Dawson. Arbeidersbroed, dat zwakker is en minder immuunkracht heeft, doet dat wel.

Deze balans maakt het systeem zo efficiënt. “De kolonie reageert alleen op echte bedreigingen. Dat is precies waarom deze altruïstische strategie zo succesvol is”, besluit Cremer.

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Mieren gebruiken een genetische bulldozer om aan hun superneus te komen en Slimme mieren verbouwen hun nesten om de uitbraak van ziektes tegen te gaan. Of lees dit artikel: Waarom mieren in dit opzicht beter kunnen samenwerken dan wij.

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: