Viruksia tutkitaan muurahaisilla – virukset leviävät tehokkaasti laajoissa yhteiskunnissa, mutta heikosti lajien välillä

Muurahaiset ovat kaikille tuttuja ahertajia, joita näkee lähes missä päin maailmaa tahansa. Biomassaltaan muurahaisia on viidesosa ihmisten biomassasta, ja niiden ekologinen merkitys on valtava muun muassa kasvien siementen levittäjänä, maaperän parantajina ja ravinteiden kierrättäjinä. Muurahaiset itsessään tarjoavat runsaan kasvualustan niitä hyödyntäville parasiiteille. Muurahaisista on löydetty erilaisia makroparasiitteja kuten punkkeja ja matoja, ja mikrobeja kuten bakteereja ja sieniä. Vasta aivan viime vuosina on tutkittu myös muurahaisten viruksia.

Virusdiversiteetin ja esiintyvyyden tutkiminen muurahaisilla lisää arvokasta tietoa virusten tarttumisesta ja liikkumisesta yhteiskunnissa elävissä eliöissä. On myös kiinnostavaa tutkia, miten runsaasti muiden hyönteisten viruksia löytyy muurahaisista ja niiden viruksia muista ötököistä.

Tuoreessa tutkimuksessa on selvitetty virusdiversiteettiä, runsautta ja tartunnanaiheuttamiskykyä kolmella muurahaislajilla: argentiinanmuurahaisella (Linepithema humile), invasiivisella pihamauriaisella (Lasius neglectus) ja siloviholaisella (Myrmica rubra). Jokaisesta lajista kartoitettiin kolmesta eri Etelä-Euroopan populaatiosta löytyvät virukset, niiden runsaus, sekä selvitettiin, mitkä virukset aktivoivat muurahaisten immuunipuolustuksen, eli aiheuttavat mahdollisesti haittaa isäntäeliössään.

Tutkijat löysivät 41 tieteelle täysin uutta ja 18 jo aiemmin tavattua viruslajia. Näistä yhteensä 59 viruksesta 63 % aktivoi muurahaisten immuunipuolustuksen. Loput 37 % olivat viruksia, jotka eivät lisäänny isännässään, vaan ovat joutuneet sen elimistöön esimerkiksi ruuan mukana. ”Oli yllättävä havainto, että näinkin suuri määrä viruksista kulkee isäntänsä läpi aiheuttamatta minkäänlaista harmia”, selittää Oulun yliopiston lehtori Lumi Viljakainen.

Tutkitut muurahaislajit jakoivat ainoastaan yhden yhteisen viruslajin osoittaen, että niiden virukset ovat pääosin lajikohtaisia. Argentiinanmuurahaiselta löytyi runsaasti samoja viruksia lajin eri populaatioista, kun taas siloviholaisen eri populaatiot kantoivat pääosin niille uniikkeja viruksia. Virukset eivät siis leviä helposti populaatioiden välillä, ellei kyseessä ole argentiinanmuurahaisen tyyppinen rajusti leviävä laji. Tämä muodostaa jättimäisiä yhteiskuntia, jotka ovat levittäytyneet tuhansien kilometrien laajuudelle, mikä voisi selittää virusten leviämisen helposti yhteiskunnan sisällä.

Argentiinanmuurahaisesta löytyi runsaana ja aktiivisena myös virus, joka on tunnistettu ensimmäisenä tarhamehiläisestä (Apis mellifera). Sama havainto on tehty aiemmin useammastakin tarhamehiläisistä ensimmäisenä löydetyistä viruksesta: Uudessa-Seelannissa argentiinanmuurahaisissa oli enemmän tarhamehiläisten viruksia, mikäli niiden yhteiskunnat sijaitsivat mehiläistarhojen läheisyydessä. Samoin mehiläisistä löytyi suurempi virusmäärä, mikäli argentiinanmuurahaiset pesivät niiden lähellä. Tämä hankaloittaa mehiläisten virusten käyttämistä argentiinanmuurahaisten torjuntatarkoitukseen: samalla voidaan myös aiheuttaa mehiläisille suurempaa tuhoa.

Tutkijat aikovat seuraavaksi selvittää viruskirjoa laajasta, yli 130 lajia käsittävästä muurahaisaineistosta. Erityisenä mielenkiinnon kohteena on, miten virusten moninaisuus on yhteydessä siihen, millaisessa ympäristössä muurahaislaji elää. Tutkijat selvittävät myös, miten muurahaisten yhteiskuntarakenne vaikuttaa virusten kirjoon ja runsauteen, sekä missä määrin muista hyönteisistä jo löydettyjä viruksia esiintyy muurahaisissa.

Tutkimuksessa mukana oli tutkijoita Oulun yliopiston lisäksi Institute of Science and Technology Austria -tutkimusinstituutista sekä Wienin yliopistosta. Tutkimus on julkaistu 16.3.2023: Viljakainen L, Fürst MA, Grasse AV, Jurvansuu J, Oh J, Tolonen L, Eder T, Rattei T, Cremer S. 2023. Antiviral immune response reveals host-specific virus infections in natural ant populations. Frontiers in Microbiology. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1119002