開放性傷口易感染病原微生物，威脅動物生命。動物通過分泌抗菌化合物等策略保護傷口。螞蟻則利用側胸腺分泌抗菌物質，通過清理行為涂抹于傷口，增強抗病能力。

然而，弓背蟻屬（Formica屬）等部分螞蟻物種在進化中失去側胸腺，可能因生態環境變化或生存策略調整，不再依賴其抗菌功能。

為了了解在不使用側胸腺抗菌分泌物的情況下如何處理感染傷口，2025年2月，Current Biology在線發表題為“Wound-dependent leg amputations to combat infections in an ant society”的報道。該研究發現，當在實驗中損傷工蟻的腿股骨時，同巢伙伴會通過咬腿的基部（轉節）來截斷受傷的肢體，顯著提高了生存率。 然而，當實驗性損傷更遠端（在脛骨處）時，同巢伙伴不會截肢，而是將傷口護理指向損傷部位。

總體而言，該研究提供了非人類動物中使用截肢治療感染個體的第一個例子，并證明了螞蟻可以根據傷口的位置調整其治療方式。

研究發現健康工蟻會對受傷的同伴進行截肢，尤其是在股骨受傷的情況下。當受傷部位為股骨時，約76%的情況會發生截肢，而脛骨受傷的螞蟻則沒有截肢行為（圖1D）。

截肢行為通常發生在受傷后約240分鐘，且總是遵循相似的模式：同伴會先舔舐傷口，然后用口器將受傷肢體移至轉節處，之后反復咬傷腿，直到截斷（圖1A-C）。

圖1.佛羅里達弓背蟻的斷肢與傷口護理行為

在股骨受傷后的前3小時，工蟻花在截肢和傷口護理上的時間大致相等，分別為6.2分鐘和7.8分鐘（圖1A-B），且這些行為隨時間減少（圖1E）。傷口護理期間，同伴會用大顎和前腿固定住受傷肢體，進行長時間的舔舐。

研究發現脛骨傷口的護理時間顯著長于股骨傷口，并且脛骨傷口的護理頻率隨時間變化較小，而股骨傷口的護理行為則迅速減少（圖2）。

圖2.股骨和脛骨損傷的傷口護理

研究還提出截肢可能是防止傷口感染擴散的一種機制，特別是在弓背蟻沒有類似其他螞蟻物種的側胸腺時。為了驗證這一假設，研究人員將銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）涂抹在受傷的脛骨上，結果顯示感染后的死亡率高達95%，證明銅綠假單胞菌是致命病原。

此外，研究設計了四種處理方法來測試傷口護理和截肢對存活率的影響：1）無菌處理；2）感染處理；3）感染后放回螞蟻群體；4）感染后進行截肢處理。

實驗結果表明，傷口護理和截肢能夠顯著提高個體的生存率，尤其是在截肢模擬同伴行為后。

圖3.股骨損傷后截肢，可以增加感染螞蟻的存活率

此外，研究表明感染后的病原體載量與螞蟻存活率負相關。股骨受傷的螞蟻，實驗性截肢能夠顯著減少病原體載量（圖3C）。病原體載量的差異可能與股骨和脛骨的血淋巴循環差異有關。股骨含有更多血液循環相關的肌肉，導致受傷時血淋巴循環受損更為嚴重，因此截肢能夠有效防止病原體擴散（圖4）。

通過微CT掃描，研究確認股骨和脛骨的形態差異，股骨肌肉表面積較大，可能導致截肢在股骨受傷時能有效降低病原體擴散，而脛骨受傷的螞蟻則擴散較快（圖4C-D），實驗性截肢無法阻止病原體擴散。對于脛骨受傷的螞蟻，僅在傷口暴露后的短時間內截肢才能有效提高存活率。

圖4.佛羅里達弓背蟻后腿示意圖

最后，實驗還表明，工蟻并不會截肢脛骨受傷的個體，且不論感染與否，股骨受傷的螞蟻截肢率較高，顯示工蟻根據傷口位置和感染情況調整行為。研究提出，佛羅里達弓背蟻能夠通過截肢來提高股骨受傷螞蟻的存活率，而脛骨受傷時則采取傷口護理。這一行為表明，螞蟻在面對傷口時能根據情況采取不同的策略，以提高受傷同伴的生存機會。

總之，佛羅里達弓背蟻工蟻會為股骨受傷的同伴截肢，顯著提高其存活率，但不會為脛骨受傷的螞蟻截肢。弓背蟻能根據傷口位置調整處理方式：股骨受傷時截肢，脛骨受傷時進行長時間護理。這是首次發現非人類動物有目的性地進行截肢以提高同伴存活率。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.06.021

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