Mensen zijn niet de enige die onder het juk van een infectieziekte uit elkaars buurt blijven. Ook dieren doen aan social distancing om besmettingen in te dammen. Vooral eusociale insecten als mieren en termieten kunnen er wat van. Bionieuws zet de zes strategieën die mens en dier hierbij hanteren op een rijtje.
Passieve zelfisolatie
Ziek, zwak en misselijk; wie wil er dan nog een praatje maken met de buurman of naar de supermarkt voor een boodschap? Bij dieren is dat niet anders; ook bij hen is er soms een gebrek aan motivatie om sociale interacties aan te gaan wanneer een infectieziekte door het lijf raast, een fenomeen dat te boek staat als sociale desinteresse. Hoewel motivatie achter dergelijk gedrag vaak lastig is vast te stellen, verminderen zieke individuen in deze categorie uit zichzelf het contact met soortgenoten terwijl ze wel onderdeel blijven van de groep.
Neem bijvoorbeeld honingbijen. Met tienduizenden individuen in een korf zijn contacten intiem te noemen; werkers komen tijdens het uitwisselen van voedsel en signaalstoffen dagelijks met honderden andere bijen in aanraking. Een infectie met het zogeheten Israeli acute paralysis virus is dan desastreus voor het gehele volk en dus schroeven geïnfecteerde bijen het aantal contacten drastisch terug. Vergelijkbaar: immunogecompromitteerde vampiervleermuizen gaan minder groomen en mensen die onder vuur komen te liggen van bacteriële gifstoffen rapporteren gevoelens van sociale disconnectie.
Honingbijen houden meer afstand van elkaar zodra de kolonie geïnfecteerd raakt met het Israeli acute paralysis virus. (Foto: Flickr/Dunkle Biene)
Indien sociale desinteresse plaatsvindt op een biologische markt – oftewel in een voor-wat-hoort-wat-cultuur – investeren gezonde groepsgenoten over het algemeen ook minder tijd en aandacht aan de lakse patiënt. Gevolg: nog minder contactmomenten en verdere vertraging van direct overdraagbare pathogenen tussen clusters van individuen.
Actieve zelfisolatie
Wanneer de dood op de deur klopt, nemen dieren soms het zekere voor het onzekere en verwijderen zich actief van hun soortgenootjes. In de praktijk betekent dit veelal dat infectieuze individuen het nest of de groep verlaten, al dan niet permanent. Contact is niet meer mogelijk. Dit is een wezenlijk verschil met passieve zelfisolatie, waarbij gezonde individuen nog wel contact kunnen maken met de patiënt. Neem vampiervleermuizen. Die brengen voedsel naar zieke groepsgenoten in de vorm van bloedpakketjes, als ware het fruitmandjes.
Zieke zwartbandslankmieren lopen regelmatig weg van het nest om de kolonie te beschermen tegen gevaarlijke schimmelinfecties. (Foto: Flickr/Christophe Quintin)
Hoewel actieve zelfisolatie bekend terrein is voor Homo sapiens, is het fenomeen alleen experimenteel aangetoond bij eusociale insecten. Zo is van de zwartbandslankmier (Temnothorax unifasciatus), de in Nederland algemeen voorkomende zwarte wegmier (Lasius niger) en de reuzenmier Camponotus aethiops bekend dat ze na infectie met een Metarhizium-schimmel meer tijd buiten het nest doorbrengen of zelfs weglopen om in hun uppie naar het hiernamaals te vertrekken. Buiten eusociale insecten is er alleen anekdotisch bewijs van dassen met tuberculose die de groep verlaten en alleen sterven.
Kinselectie is het toverwoord hier. Het altruïstische gedrag van zelfisolatie om de groep te beschermen – ook wel bekend als sociale immuniteit – kan alleen via kinselectie ontstaan, is de gangbare hypothese.
Wanneer de dood op de deur klopt, nemen dieren soms het zekere voor het onzekere en verwijderen zich actief van hun soortgenootjes
Vermijdgedrag
Een beetje liefde en aandacht tijdens het ziekbed doet soms wonderen. Jammer genoeg is vaker het tegenovergestelde het geval: het stelselmatig vermijden van zieke individuen is in het dierenrijk wijdverspreid.
Zo kan een Caribische stekelkreeft (Panulirus argus) geïnfecteerd met het dodelijke panulirus argus virus bijvoorbeeld maar moeilijk een huisgenoot vinden. Het liefst kruipen de op riffen en in mangrove levende kreeften dicht tegen elkaar aan in holen, maar slechts een enkeling is gek genoeg zijn intrek te nemen bij een lamlendige kreeft. Ook guppies (Poecilia reticulata) die een pathogene platworm in kieuwen of op vinnen huisvesten kunnen een ‘koude schouder’ verwachten van soortgenootjes. En de feces van infectieuze mandrillen (Mandrillus sphinx) ruikt zo karakteristiek dat stinkerds hun kans om gevlooid te worden zien kelderen.
Caribische stekelkreeften geïnfecteerd met het dodelijke panulirus argus virus vinden maar moeilijk een huisgenoot; soortgenoten blijven zoveel mogelijk uit hun buurt. (Foto: Flickr/James St. John)
Vermijdgedrag komt dus veel voor. Maar om ziek van gezond te kunnen onderscheiden en daarnaar te handelen, zijn er wel enkele voorwaarden. Zo moet een organisme beschikken over de sensorische systemen om de ziekte-cues op te vangen én de neurologische pathways om die cues te vertalen naar gedrag. Indien dat goed gaat, kan vermijdgedrag zich als een lopend vuurtje verspreiden door een populatie. En dat is niet zo gek: dieren die besmettelijke pathogenen kunnen detecteren zijn potentieel in het voordeel, waardoor dergelijke detectiesystemen onder stevige selectiedruk kunnen staan.
Het stelselmatig vermijden van zieke individuen is in het dierenrijk wijdverspreid
Geforceerde isolatie
Indien zieke dieren niet op gepaste afstand blijven, daartoe geen mogelijkheid is of de risico’s van infectie te groot zijn, zit er soms maar één ding op: verbanning. In dat geval worden infectieuze individuen al dan niet met een fikse portie geweld verwijderd of geïsoleerd, een fenomeen dat wederom voornamelijk te vinden is bij eusociale insecten.
Honingbijen doen het bijvoorbeeld wanneer het beruchte via varroamijten overgedragen deformed wing virus zijn intrede doet. Na infectie verandert de samenstelling van koolwaterstoffen op de cuticula, waarna gezonde individuen de zieke bijen grijpen en letterlijk het nest uit slepen. Het is zaak hierbij snel te handelen; hoe meer geïnfecteerde bijen in een volk, hoe zwakker dit defensiemechanisme.
Ook de Lasius neglectus-mier kent geen genade voor kwakkelende nestgenootjes. Nog tijdens de incubatieperiode van de parasitaire schimmel Metarhizium brunneum, verwijderen werkers de cocon van geïnfecteerde, nog niet-besmettelijke poppen, perforeren de cuticula van de jonkies en injecteren hen met een antimicrobieel gif. Zo vernietigen de mieren het broedsel om de levenscyclus van de pathogeen een halt toe te roepen en de kolonie te beschermen; het destructieve gedrag vermindert transmissie met 95 procent.
Geforceerde isolatie is nog niet experimenteel vastgesteld bij zoogdieren, maar is in de menselijke geschiedenis regelmatig ingezet, waaronder in de strijd tegen ebola en sars.
Ziekenverzorging
Familie, vrienden, verpleegkundigen en artsen; in de mensenwereld stikt het van de zorgmedewerkers die zich met hart en ziel inzetten voor de krakkemikkige medemens. En in het geval van een infectieziekte niet zonder risico. Ziekenverzorgers lopen een grotere kans op besmetting en kunnen in sommige gevallen disproportioneel meer mensen dan gemiddeld besmetten.
Werkers van deze Reticulitermes flavipes-termieten snellen zich naar geïnfecteerde individuen om dodelijke Metarhizium-sporen te verwijderen. (Foto: Flickr/Dann Thombs)
Voorbeelden van zorgmedewerkers in het dierenrijk zijn schaars en vooral gebaseerd op toevallige veldobservaties – wederom met name bij eusociale insecten die pathogene schimmels bij elkaar verwijderen, zowel fysiek als via chemische deactivatie. Twee voorbeelden springen eruit, waaronder termieten (Reticulitermes flavipes) die na het oplopen van een infectie alarmsignalen afgeven. Werkers snellen zich vervolgens naar het slachtoffer om sporen van de dodelijke Metarhizium-sporen te verwijderen, met gevaar voor eigen leven.
De schijnbaar doodgewone wegmier (Lasius niger) in menig achtertuin neemt echter het zekere voor het onzekere en stapt soms over op veiliger zorggedrag dan grooming: zieke mieren ondersproeien met een antimicrobieel goedje. In principe verdient grooming de voorkeur, maar soms heeft een verzorgend individu ook al last van een lichte, onschuldige infectie met een ander pathogeen. In dat geval zijn ze vatbaarder voor secundaire infecties, en dus houden ze wat meer afstand door te sproeien.
Pro-actieve social distancing
Wanneer de dreiging van een dodelijke epidemie onmiskenbaar boven het hoofd van een nog grotendeels gezonde populatie hangt, zit er soms niks anders op: afstand houden! Ook asymptomatische individuen onderling. Denk: 1,5 meter, winkels en horeca dicht, beperkt bezoek ontvangen. Drastische maatregelen dus, en inmiddels niet onbekend voor H. sapiens.
De zwarte wegmier (Lasius niger) doet iets vergelijkbaars – voor zover bekend als enige in het dierenrijk. Kolonies bestaan voornamelijk uit verplegers die de jonkies en de koningin verzorgen, en voedselverzamelaars die tijdens hun tripjes buiten het nest nog wel eens een schimmelpathogeen oppikken. Geïnfecteerde mieren isoleren zich vervolgens niet alleen van de rest, ook wordt de sociale structuur koloniebreed overhoopgegooid. Soms zelfs nog voordat een mier daadwerkelijk ziek is of symptomen ontwikkelt.
Om verdere verspreiding van een infectieziekte te voorkomen, houden zwarte wegmieren (Lasius niger) soms preventief en koloniebreed meer afstand van elkaar. (Foto: Flickr/Katja Schulz)
Daarin bestaan verschillende gradaties, afhankelijk van het stadium waarin de verspreiding zich in het nest bevindt. Allereerst verminderen de verplegers dichtbij de koningin en eieren het contact met de foerageerders. Maar naarmate de ziekte verder toeslaat, gaan alle werkers onderling afstand van elkaar houden. Allemaal om de koningin en nakomelingen te beschermen.
Het blijft lastig, als gezond en sociaal wezen afstand houden, maar voor zowel mens als mier werkt het bijzonder goed: pro-actieve social distancing is na geforceerde isolatie de meest effectieve manier om transmissierisico’s te verkleinen.
De inhoud van dit artikel is grotendeels gebaseerd op de Science-review Infectious diseases and social distancing in nature van 5 maart.