Дотримуйся дистанції. Чому омари бувають розумнішими за людей

Автори Scientific American Дана Хоулі і Джулія Бак у своїй статті в контексті пандемії Covid-19 наводять приклади соціального дистанціювання у тваринному світі.

Юний карибський колючий омар повертається до своєї вузької нори на рифах Флорида-Кіс після ночі полювання на смачних молюсків. Найчастіше омар ділять один з одним ці ущелини, і сьогодні туди заявився новенький. Але щось з ним не так. Хімічні елементи в його сечі мають інший запах. Такі речовини виробляються, коли омар заражений вірусом Panulirus argus virus 1, і тому здоровий омар, який повернувся з гостини, стривожений. І як би не було складно знайти укриття, настільки ж добре захищене від хижаків, тварина йде на відкритий простір і подалі від смертельного вірусу.

Реакція лобстера на хворобу, яку можна спостерігати і в ході лабораторних експериментів, і в "полі", та сама, з якою ми дуже близько зіткнулися в цьому році – це соціальне дистанціювання. З метою перешкодити поширенню Covid-19 були розірвані контакти людей з їх близькими та друзями. І це було дуже важко. А багато засумнівалися в його необхідності. Тим не менш, незважаючи на те, що нам воно здається неприродним, у природі соціальне дистанціювання широко поширене. Крім омарів, такі тварини, як мавпи, риби, комахи і птахи, виявляючи хворих на представників свого виду, тримають з ними дистанцію.

Така поведінка широко поширена, оскільки допомагає вижити соціалізованим тваринам. І хоча, проживаючи разом, їм легше добувати здобич, зберігати тепло і захищатися від хижаків, таке життя також сприяє спалахам інфекційних захворювань. (Просто поспілкуйтеся з будь-яким батьком, чия дитина ходить у дитячий сад). Цей підвищений ризик стимулював еволюцію поведінки, яка допомагає тваринам уникати інфекції. Тварини, які дотримуються соціальної дистанції під час епідемії, з великою часткою ймовірності залишаться живі. А це, в свою чергу, збільшує їх шанси зробити потомство, яке також буде практикувати соціальне дистанціювання, коли зіткнеться з хворобою. Ці дії ми називаємо "поведінковим імунітетом". У диких тварин вакцин немає, але вони можуть запобігти поширенню хвороби.

У той же час у поведінкового імунітету є свої витрати. Соціальне дистанціювання від інших представників вашого виду, навіть тимчасове, веде до того, що ви упустите численні переваги, які раніше сприятливо відбивалися на соціальному житті. І вчені з'ясували, що повне дистанціювання – це лише один з підходів тварин. Деякі соціальні види продовжують триматися разом, коли інші вже заразилися, але, приміром, починають інакше доглядати за собою; інші, наприклад, мурахи, обмежують свої контакти з особами, що мають величезне значення для всієї колонії – усе це робиться для зниження ризику зараження.

Здатність колючих омарів виявляти та уникати заражених одноплемінників була головною причиною того, як їм вдається побороти вірус Panulirus argus 1, який вбиває більше половини всіх молодих омарів. Молоді омари — легка здобич для вірусу, оскільки вони вкрай соціальні, часом проживають у групах чисельністю до 20 особин. Їх безпечні притулки в губках, коралах або ущелинах на дні океану, а також арсенал шипів допомагають їм захищатися від голодних хижаків начебто спинорогових. Незважаючи на це, на початку 2000-х учений Дон Берінгер з Університету Флориди і його колеги звернули увагу на те, що деякі молоді омари тримаються осібно, нехай це і робить його вразливим. Учені виявили, що більшість цих одинаків були заражені вірусом. Дослідники також припустили, що це не вибір омарів – просто їх уникають інші особини. Щоб підтвердити свою здогадку, вони помістили декількох омарів в акваріуми, де здорові особини вибирали між порожнім штучним притулком або тим, яке було зайнято здоровим або хворим омаром. У статті, опублікованій в 2006 р. у журналі Nature, учені повідомили, що у відсутність хвороби здорові лобстери воліли соціалізацію та укриття зі здоровим омаром, але не порожні. І в той же час омари навідріз відмовлялися від притулків, де жили заражені вірусом особини, хоча через це їм і доводилося ставати відлюдниками.

У ще в одному дослідженні, опублікованому в 2013 р. в Marine Ecology Progress Series, Берінгер і його колега Джошуа Андерсон довели, що здорові омари ідентифікують заражених за допомогою нюху. Виявляється, у сечі інфікованих омарів є хімічні речовини, які сигналізують про небезпеку для здорових особин. Після того як вчені заклеїли сечостатеві органи заражених омарів, здорові особини більше їх не уникали.

Коли омари визначають зараженого, вони готові до серйозного ризику, щоб не підхопити хворобу. І після того, як Марк Батлер з Університету Олд Домініон і його колеги в Флорида-Кіс прив'язали хворого омара в притулок з здоровими, то побачили, що здорові особини йшли на відкритий простір, де піддавалися набагато більшому ризику бути з'їденими. Повторивши експеримент з прив'язаним, але здоровим омаром, команда Батлера виявила, що масової втечі не сталося. У своєму дослідженні, опублікованому в 2015 р. в PLOS One, учені використовували математичні моделі, щоб довести, що дистанціювання, хоча і не без шкоди, запобігає спалахам вірусу, які в іншому випадку знищили б популяції омарів.

Омари — далеко не єдині тварини, які усвідомили, що переваги соціального дистанціювання іноді переважають шкоду. Деякі інші тварини також придумали свої способи підвищити шанси на виживання за допомогою соціального дистанціювання таким чином, щоб захистити найбільш цінних або уразливих у своїй групі. Найяскравіші приклади можна зустріти серед соціальних комах, де у різних членів колонії різні ролі, які допомагають виживання колонії.

У ході дослідження, проведеного під керівництвом Наталі Строймейт з Брістольського університету (Англія) і результати якого опубліковані в журналі Science в 2018 р., учені використовували крихітні цифрові мітки, щоб відслідковувати переміщення в колонії звичайних садових мурах під час епідемії, викликаної спорами Metarhizium brunneum. Спори цього гриба передаються від мурашки до мурашки за допомогою фізичного контакту; потрібно один-два дні, щоб спори проникли в тіло мурашки і стали причиною хвороби, яка часто призводить до летального результату. Період часу між контактом зараження дозволив Строймейт і її колегам відстежити, як змінилася поведінка мурах через добу після того, як вони виявили спори грибка у своїй колонії; а також до того, як у мурашок, які зазнали впливу спорів, були виявлені симптоми хвороби.

Щоб зафіксувати реакцію мурах на поширення хвороби в колонії, учені заразили муравйов-фуражирів, регулярно залишають колонію. Скоріше за все, саме вони можуть випадково зіткнутися зі спорами під час пошуку їжі, тому такий підхід відмінно імітував природний шлях попадання спор у колонію. А після поведінка мурах в 11 заражених грибком колоніях порівнювали з тим же числом контрольних колоній, де на фуражирів наносили нешкідливий стерильний розчин. Мурахи дуже швидко перейшли до соціального дистанціювання. Уже протягом 23 годин фуражири самоізолювались, проводячи куди більше часу далеко від колонії, ніж фуражири з контрольної групи.

Здорові мурахи в колоніях, уражені грибком, також істотно знижували свою соціальну взаємодію, але те, як саме вони це робили, залежало від їх ролі в колонії. На час поширення хвороби неінфіковані фуражири, часто контактують з потенційними переносниками хвороби і також трималися на відстані від колонії. Тим самим вони не піддавали ризику репродуктивно цінних членів колонії (королеву і "медсестер", які доглядають за яйцями). Медсестри також зробили певні заходи – перемістили яйця подалі всередину колонії і від тих, хто приносить їжу. Сигнали, за допомогою яких мурашки повідомляють про виявлення та необхідність реагувати на грибок, поки невідомі, але такого плану соціальне дистанціювання було настільки ефективним, що всі королеви і більшість медсестер з колоній до кінця епідемій залишалися живі.

Садові мурашки захищають найбільш цінних членів своєї колонії, однак деякі птахи використовують іншу стратегію, можливо, покладаючись на власний імунітет і стійкість до інфекції. Максін Зільберберг і її колеги розмістили зябликів у трьох сусідніх клітках. З одного боку, біля кожного птаха по центру перебував здоровий зяблик, а з іншого – той, який здавався хворим (йому зробили укол,через якого він був млявим).

Фіксуючи час, скільки птах з центральної клітки провів з тієї чи іншої сторони, учені прийшли до висновку, що зяблики здебільшого уникають птахів, здаються хворими, але в залежності від сили імунної системи птиці. Птахи з більш високим рівнем антитіл у крові і з білком, який може свідчити про більш інтенсивну імунну реакцію, не настільки часто прагнули тримати дистанцію. Як повідомили вчені в роботі, опублікованій в Biology Letters в 2013 р., птиці з більш низьким рівнем імунітету максимально намагалися уникати хворих особин.

Аналогічна картина спостерігалася і у гуппі, уражених хробаком Gyrodactylus turnbulli. У рамках дослідження, результати якого опубліковані в 2019 р.у журналі Biology Letters, Джессіка Стівенсон з Університету Піттсбурга розмістила гупі без черв'яків у розташованому в центрі акваріумі, по обидва боки якого знаходилися ще два. Один був порожній, а в другому знаходилися три гупі, що представляє потенційну загрозу зараження. Багато гупі воліли триматися ближче до сторони акваріума, яка була ближче до гупі з іншого акваріума, що схоже є ознакою соціальної поведінки. У той же час деякі гупі-самці намагалися навпаки перебувати подалі від тієї сторони, і пізніше стало відомо, що саме ці гупі дуже сприйнятливі до інфекції, що викликається черв'яком. Цілком логічно, що еволюція буде сприяти більш яскраво вираженому соціальному дистанціюванню серед тих, хто в зоні ризику.

Деколи соціальне дистанціювання передбачає і збереження деяких соціальних контактів, навіть якщо вони підвищують ризик захворіти. Що відмінно показують на своєму прикладі мандрили — дуже соціальні примати з навдивовижу яскравими мордами. Цей вид, чиї групи можуть налічувати від десятків до сотень особин, живе в тропічних лісах Екваторіальної Африки. Групи часто складаються з декількох членів сім'ї, які доглядають один за одним. Така турбота покращує гігієну і зміцнює соціальні зв'язки. Однак, як зазначив Клемонс Пуаро і його колеги в роботі, опублікованій в 2017 р. у журналі Science, вони змінюють свою поведінку в плані догляду за родичами, щоб уникнути контакту з зараженими. Учені кожен день вели спостереження за поведінкою мадрилов у заповіднику в Габоні і час від часу відбирали фекальні проби, щоб з'ясувати, які тварини були найбільш сильно заражені кишковими паразитами. Інші мандрили всіма силами намагалися не доглядати за цими особами. І мандрили могли визначати ступінь інфікування, завдяки лише одному запаху: примати, яким підклали два стебла бамбука, вимазані фекаліями, уникали того, який був у посліді мандрила з безліччю паразитів.

І все ж мандрили час від часу відмовляються від соціального дистанціювання. У рамках ще одного дослідження Пуаро з'ясувалося, що мандрили продовжували доглядати за деякими близькими родичами з великою кількістю паразитів, при цьому тримаючись подалі від інших заражених членів групи. У своїй статті, опублікованій в журналі Biology Letters в 2020 р., учені стверджують, що підтримка таких міцних союзів з конкретними родичами надає масу переваг як нечеловекообразным приматів, так і людям. Приміром, мандрили-самки з такими міцними соціальними зв'язками раніше починають розмножуватися і у них більше нащадків. Така еволюційна перевага, обумовлена підтриманням тісного взаємозв'язку, може перекривати ризик потенційного зараження.

А соціальні зв'язки деяких тварин, які також живуть групами, можуть бути настільки сильними, що дистанціювання не буде, навіть якщо родичі явно хворі. Так, дослідження, проведене Бонні М. Фербенкс і опубліковане в 2015 р. в журналі Behavioral Ecology and Sociobiology, показало, що смугасті мангусти не уникають членів групи, навіть якщо у них виявляються явні симптоми захворювання. Смугасті мангусти – неймовірно соціальний вигляд, який мешкає в Африці на південь від Сахари, і живуть вони в групах, що нараховують до 40 членів сім'ї та осіб, які не є родичами. Члени групи вступають у тісну фізичну взаємодію, відпочиваючи на спині родича або доглядаючи по черзі один за одним.

Співавтор статті Кетлін А. Александер з Virginia Tech звернула увагу на те, що багато мангустів із зони, де проводився експеримент, у Ботсвані схильні до нової форми туберкульозу, на лікування якої йдуть місяці. Фербенкс провела місяці в спостереженнях за шістьма групами, потерпілими від даного захворювання, відстежуючи також усі соціальні взаємодії членів групи. Дивно, але здорові мангусти продовжували тісно контактувати з явно хворими членами групи. Насправді, вони доглядали за ними так само, як доглядали за своїми здоровими родичами, хоча хворі мангусти набагато рідше відповідали взаємністю. Дистанціювання від хворих членів групи може бути не настільки критичним у видів, для яких тісна взаємодія з метою добування їжі та захисту від хижаків є питанням життя і смерті.

Коли справа доходить до протидії поширенню нових хвороб, таких як Covid-19, ми опиняємося в тому ж положенні, що і інші тварини. Як і в дикій природі, перевірені способи поведінки начебто соціального дистанціювання – це наші найкращі методи боротьби, поки не буде створена вакцина чи організоване ефективне лікування. Але, як і інші тварини, ми повинні мислити стратегічно. Як і мандрили або мурашки, ми можемо зберігати соціальні контакти, які мають величезне значення, і дистанціюватися від тих, хто найбільш вразливий і кого ми можемо випадково заразити. Успішна боротьба колючих омарів з жахливим вірусом в Карибському басейні довела, що нехай ризиковані наслідки соціального дистанціюванняв в довгостроковій перспективі забезпечують виживання. Як би незвично це не звучало, але ми повинні брати приклад з тварин.

У людей, як і інших тварин, довга історія боротьби з інфекційними захворюваннями. Багато хто з наших форм поведінкового імунітету, такі як почуття відрази до брудних або захламлених приміщень, — це результат еволюції. Однак у сучасних людей перед іншими тваринами є переваги, коли ми стикаємося з епідеміями. Наприклад, сьогодні ми можемо миттєво повідомляти всьому світу про загрозу з боку нової хвороби. Що дає нам можливість ввести соціальне дистанціювання до того, як хвороба прийде в наше локальне співтовариство – інструмент, який уже врятував безліч життів. Ми володіємо передовими способами цифрового зв'язку — від електронної пошти до групових відеочатів, які дозволяють нам зберігати фізичну дистанцію, зберігаючи при цьому на певному рівні соціальну комунікацію. Інші тварини позбавляються цих соціальних зв'язків. Але, мабуть, самою серйозною перевагою людини є здатність розробляти складні поведінкові не інструменти, а саме вакцини, які зупиняють хвороби без необхідності йти на кардинальні зміни у своїй поведінці. Вакцинація дозволяє нам підтримувати насичене, інтерактивне соціальне життя, незважаючи на такі небезпечні хвороби, як поліомієліт і кір, які в іншому випадку могли б нас знищити.