Sieni-infektion vaikutus muurahaisten oppimiskykyyn ja muistiin

Abstract

Muurahaiset ovat sosiaalisia hyönteisiä, jotka muodostavat suuria yhteiskuntia. Pesän toiminta perustuu kastisysteemiin, jossa jokaisella ryhmällä on omat tehtävänsä. Pesän eri rooleja ovat muun muassa kuningattaret, työläiset ja kuhnurit. Sosiaalisessa rakenteessa sekä pesän jäsenten tiiviissä yhteistyössä on suuria hyötyjä, minkä ansiosta muurahaiset ovat selvinneet hyvin evolutiivisen paineen alla. Toisaalta tämä sisältää myös heikkouksia, kuten esimerkiksi patogeenien helpon leviämisen pesässä. Muurahaisilla on patogeenejä vastaan kehittyneitä puolustautumismekanismeja. Muurahaiset pystyvät muokkaamaan ravintoaan kohottaakseen immuunipuolustustaan, kuten esimerkiksi kompensaatioruokailun tai itselääkinnän avulla.

Infektioiden ja patogeenien läsnäolon tiedetään aiheuttavan muutoksia niin muurahaisten käytöksessä kuin niiden kognitiivisissa toiminnoissa, kuten oppimisessa ja muistissa. Siksi tässä työssä halusin selvittää miten Beauveria bassiana -sieni vaikuttaa mustamuurahaistyöläisten (Formica fusca) oppimiseen, muistiin sekä sokerivasteeseen eli motivaatioon. Kokeessa ehdollistan muurahaiset hajuille hyödyntäen MaLER-tekniikkaa. Tekniikassa muurahaiset ehdollistetaan tietyille hajuille sokeripalkinnon avulla, jolloin muurahainen työntää Maxilla labium -suuosansa ulos altistuessaan hajulle uudestaan. Muurahaiset kävivät läpi kuusi opetuskierrosta sekä kolme testikierrosta (10 minuuttia, 1 tunti ja 24 tuntia ehdollistamisesta). Infektoidut ja terveet muurahaiset oppivat hajun yhtä hyvin. Infektiolla oli kuitenkin merkitystä sokerivasteeseen eli motivaatioon ja motivaatiolla taas huomattiin olevan vaikutusta muurahaisten oppimiseen.

Infektoituneet muurahaiset eivät siis motivoituneet sokeripalkinnosta ja huono motivaatio vaikutti niiden oppimistuloksiin. Aikaisemmissa tutkimuksissa mustamuurahainen oppi paremmin vapaan areenan kokeissa kuin minun kokeessani MaLER-tekniikalla. Tulevaisuudessa olisi siis mielenkiintoista selvittää miten infektoituneet mustamuurahaistyöläiset oppisivat vapaan areenan kokeissa ja kuinka kannattava MaLER-tekniikka on tämän tyyppisissä kokeissa. Tämän lisäksi aikaisemmissa kokeissa mustamuurahaisten ruuanhankinta aktiivisuus pysyi samana infektion läsnä ollessa, mutta tämän työn muurahaisilla motivaatio sokeriin laski. Yksi selittävä tekijä tälle erolle on kompensaatioruokailuteoria, jonka mukaan muurahaiset alkavat sairastuessaan suosimaan proteiinipitoisempaa ruokaa.