نمل فلوريدا: سر بتر الأطراف ورعاية الجروح

نمل النجار： بتر الأرجل لإنقاذ الحياة

البشر ليسوا الوحيدين القادرين على إجراء عمليات البتر لإنقاذ الأرواح.

دراسة جديدة حول سلوك النمل النجار

فقد لوحظ أن النمل النجار في فلوريدا يقوم بقضم الأطراف المصابة من رفاقه في العش حسب موقع الجروح لمساعدة نظرائه على البقاء على قيد الحياة، وذلك وفقًا لدراسة جديدة.

وقد وجد الباحثون أن حوالي 90% إلى 95% من النمل الذي يتلقى عمليات البتر ينجو من العملية ويستمر في أداء مهامه داخل العش على ما يرام على الرغم من فقدانه لساقه.

نتائج البحث وأهمية البتر

وتعتمد الدراسة، التي نُشرت يوم الثلاثاء في مجلة Current Biology، على النتائج السابقة التي صدرت في عام 2023 من قبل نفس الفريق الدولي من العلماء.

وقد وجد ذلك البحث أن نوعًا مختلفًا من النمل يُدعى نمل الماتابيلي، أو نمل الميجابونيرا أناليس، يستخدم أفواهها لإفراز مركبات مضادة للميكروبات لتطهير الإصابات ومنع العدوى المحتملة. ويتم إنتاج هذه المركبات بواسطة ما يُعرف باسم الغدد الميتابلورالية.

يمتلك معظم النمل هذه الغدد. ولكن مع مرور الوقت، فقدت بعض الأنواع - بما في ذلك نمل كامبونوتوس فلوريدانوس، المعروف أيضًا باسم النمل النجّار - هذه الغدد تطوريًا.

قال مؤلف الدراسة الرئيسي إريك فرانك، عالم البيئة السلوكية في جامعة فورتسبورغ في ولاية بافاريا الألمانية، إن معظم أنواع النمل التي تفتقر إلى الغدد الميتابليورالية هي أنواع شجرية، مما يعني أنها تعيش في الأشجار.

وقال فرانك: "نعتقد أن أسلوب حياتهم الشجرية قد يعرضهم لمسببات أمراض أقل من المستعمرات التي تعيش تحت الأرض".

كان فرانك وزملاؤه قد خططوا لمواصلة دراسة نمل الماتابيلي في ساحل العاج عندما ضربت الجائحة. ونتيجة لذلك، تحول الفريق إلى دراسة النمل النجار الشائع المتوفر في مختبره.

قال فرانك: "أردت أن أرى كيف يمكن لنوع من النمل لا يمكنه استخدام مركبات مضادة للميكروبات لعلاج الجروح أن يعتني بالمصابين".

الإصابات والتدخل الجراحي لدى النمل

لم يكن الباحثون مستعدين لما لاحظوه: نوع من التدخل الجراحي الذي لم يسبق له مثيل إلا عند البشر.

يمكن العثور على نمل نجار فلوريدا البني المحمر المائل إلى الحمرة، والذي يصل طوله إلى حوالي 1.5 سنتيمتر (حوالي ثلاثة أخماس البوصة)، وهو يعشش في الخشب المتعفن في جميع أنحاء جنوب شرق الولايات المتحدة. وعليها أن تدافع عن أعشاشها ضد مستعمرات النمل المنافسة، مما قد يؤدي إلى حدوث إصابات.

لاحظ الباحث المشارك في الدراسة داني بوفات، وهو طالب دراسات عليا في جامعة لوزان السويسرية، النمل الذي قام لأول مرة بمراقبة النمل وهو يقوم بتنظيف الجروح وإجراءات البتر.

قال فرانك: "من الواضح أن المفاجأة الأكبر كانت حقيقة قيامها بعمليات البتر في المقام الأول". "لم أتوقع ذلك أبدًا، وفي الواقع عندما وصف لي (طالب الماجستير) داني بوفات هذا السلوك لأول مرة، لم أصدق ذلك. ولم أقدّر حقًا ما عثرنا عليه إلا عندما أراني مقاطع الفيديو."

بينما كان الفريق يراقب النمل أثناء عمله، لاحظ كبير مؤلفي الدراسة الدكتور لوران كيلر، عالم الأحياء التطوري في جامعة لوزان، مفاجأة أخرى: لم يقم النمل بعملية البتر إلا إذا حدثت إصابات الساق في الفخذ أو عظم الفخذ. وبعد قضم الساق، كان النمل يستخدم أجزاء فمه للعق الجرح وتنظيفه وإزالة البكتيريا على الأرجح.

ولكن إذا كانت الإصابة في الجزء السفلي من الساق، أو عظمة الساق، فإن النمل يقوم بلعق الجرح بشكل مكثف فقط، مما يؤدي إلى معدل نجاة بنسبة 75%.

ولفهم السبب في أن النمل كان دقيقًا جدًا في لعق الجرح وإعادة إنشاء الإصابات في بيئة معملية، كان الباحثون يخرجون نملة واحدة من العش، ويعملون مع مستعمرات صغيرة مكونة من 200 نملة، ويستخدمون مقصًا مجهريًا لعمل جروح مضبوطة على ساق النملة.

قال فرانك: "قبل ذلك، كنا نضع النملة على الثلج لبضع دقائق حتى تهدأ ويسهل التعامل معها". "كنا نخرج النملة بحذر من العش ونضعها على الثلج ثم نقطع ساقها. وبمجرد استيقاظ النملة مرة أخرى (بعد بضع دقائق أخرى) نطلقها مرة أخرى إلى المستعمرة لتكون مع رفاقها في العش."

بالنسبة للنملات المصابات بإصابات في عظام الفخذ أو الساق التي لم يتم علاجها في العزل، فقد نجا أقل من 40% و 15% على التوالي.

فحوصات الأشعة المقطعية وفهم الإصابات

كما أجرى الفريق أيضًا فحوصات بالأشعة المقطعية للنمل لإلقاء نظرة فاحصة على إصابات الحشرات وكيفية استجابة أجسامهم. يضمن وجود العديد من العضلات داخل أفخاذ النمل وجود سائل سائل شبيه بالدم، يُسمى "الهيموليمف". في حين أن النمل ليس لديه إلا أن لديها العديد من مضخات القلب والعضلات في جميع أنحاء أجسامها التي تقوم بنفس الوظيفة.

قال فرانك إن الإصابات التي تصيب الفخذ تعيق هذه الدورة الدموية، وبسبب انخفاض تدفق الدم، لا يمكن للبكتيريا أن تنتقل من الجرح وعبر الجسم بالسرعة نفسها، مما يعني أن البتر يمكن أن يمنع انتشار البكتيريا في جميع أنحاء جسم النملة.

وفي الوقت نفسه، لا يحتوي الجزء السفلي من ساق النمل على أي عضلات ضرورية لتدفق الدم. لكن أي جرح هناك سيدخل البكتيريا إلى الجسم بسرعة، ولن يكون هناك وقت للبتر.

"في إصابات قصبة الساق، كان تدفق الدم الليمفاوي أقل إعاقة، مما يعني أن البكتيريا يمكن أن تدخل الجسم بشكل أسرع. بينما في إصابات عظمة الفخذ، كانت سرعة الدورة الدموية في الساق أبطأ".

ولاحظ الباحثون أن عمليات البتر بمساعدة النمل استغرقت حوالي 40 دقيقة لإكمالها، ولهذا السبب يبدو أن الحشرات اختارت بتر عظم الفخذ، وليس بتر قصبة الساق.

فك شفرة سلوك النمل الإيثاري

وقال كيلر: "وبالتالي، نظرًا لعدم قدرتها على قطع الساق بسرعة كافية لمنع انتشار البكتيريا الضارة، يحاول النمل الحد من احتمالية الإصابة بالعدوى القاتلة من خلال قضاء المزيد من الوقت في تنظيف جرح قصبة الساق".

لا يزال الباحثون يحاولون تجميع التعقيدات الكامنة وراء هذا السلوك الفطري للنمل على ما يبدو.

يقول كيلر: "لا بد أن العمال قد تعلموا على مر الزمن التطوري أن البتر كان وسيلة فعالة للوقاية من العدوى وأنه يزيد من إنتاجية المستعمرة من خلال زيادة عدد العمال الذين يمكنهم المساهمة في مهام المستعمرة".

وقال كيلر إن عمليات البتر هذه تعتبر سلوكًا إيثاريًا لأن النمل يضطر إلى إنفاق الوقت والطاقة لمساعدة الآخرين.

قال فرانك: "حقيقة أن النمل قادر على تشخيص الجرح، ومعرفة ما إذا كان مصابًا أو عقيمًا، ومعالجته وفقًا لذلك على مدى فترات طويلة من الزمن من قبل أفراد آخرين - النظام الطبي الوحيد الذي يمكن أن ينافس ذلك هو النظام البشري".

لكن فرانك قال إنه لا يعتقد أن النمل يعرف بوعي ما يجب القيام به. وبدلاً من ذلك، قد يكون الأمر أكثر غريزيًا، على غرار الطريقة التي يضع بها البشر أصابعهم على شفاههم بعد جرح الورق.

وقال فرانك: "نحن ببساطة سنضع الإصبع في فمنا بشكل غريزي ونمصه ولا نفكر بشكل نشط في أننا نريد تطبيق البروتينات المطهرة الموجودة في لعابنا على الجرح لمنع العدوى". "من المرجح أن الأمر مشابه بالنسبة للنمل. لقد كان هناك ضغط تطوري قوي بما فيه الكفاية بالنسبة لهم لإظهار سلوكين مختلفين لنوعين مختلفين من الجروح لزيادة فرص النجاة (لرفاقهم في العش). أما كيف يمكنهم التمييز بينهما فهذا سؤال مختلف، وهو سؤال أعمل عليه حاليًا."

والآن، يرغب الباحثون في العثور على المزيد من الأمثلة على العناية بالجروح، ليس فقط في النمل، ولكن في جميع أنحاء المملكة الحيوانية.

يقول فرانك: "سنستمر في دراسة سلوك العناية بالجروح في أنواع النمل الأخرى ونحاول فهم أصولها التطورية". "كيف كان سلوك الأسلاف في العناية بالجروح؟ لماذا يقوم البعض بالبتر في حين يستخدم البعض الآخر مضادات الميكروبات؟"