來源:果殼
一只公蒼蠅路過了一具母蒼蠅的尸體,鬼使神差地,它覺得早已失去了呼吸的母蒼蠅正對它發出求偶的訊息。公蒼蠅迫不及待地沖了上去,和尸體展開了一場激烈的交配。
陷入瘋狂的公蒼蠅正在和母蒼蠅尸體交配 | 參考文獻[1]
發情的公蒼蠅沒有察覺到,母蒼蠅尸體的腹部已經腫脹,其間還有一團團乳白色的物體正汩汩地往外冒。它也不會想到,這次反常的交配行為將在它身體里埋下罪惡的種子,為今后遇到的每一個同類帶去災禍。
操縱“僵尸蠅”的幕后黑手
這場詭異的交配中,母蒼蠅已經去世,公蒼蠅丟了心智,真正的獲益方其實是一種名為蠅蟲霉(Entomophthora muscae)的真菌。
蠅蟲霉的孢子寄生于家蠅(Musca domestica)的外骨骼,逐漸突破它們堅硬的表皮,進入它們的血腔之中。真菌控制家蠅的大腦,讓它變成自己的“提線木偶”,遲緩地爬到植物的頂端,擺出有利于孢子釋放的姿勢——翅膀打開,腿伸展。同時,蠅蟲霉蠻橫地搶奪家蠅體內的養分,吞噬它的內臟,讓家蠅在5至8天內身亡。
死去的家蠅成了真菌的“傀儡僵尸”。在它死后的幾個小時里,真菌在家蠅的尸體上裝滿了孢子“大炮”,一旦有啥風吹草動,“大炮”開火,迅速發射的大量孢子就能在尸體邊上放射狀鋪開。
當別的家蠅碰巧路過,踩到了孢子或者觸發了孢子“大炮”,孢子就會寄生到這些無辜的倒霉蛋身上。
孢子在家蠅周圍形成一片“感染區” | NobbiP / Wikimedia Commons
除了無差別發射孢子,真菌還有個壓箱底的秘技——讓公家蠅發情。
研究員安德烈亞斯·納德魯普(Andreas Naundrup)發現,感染蠅蟲霉死亡的雌性家蠅散發的氣味中含有兩種化合物,分別是辛酸乙酯和倍半萜,它們對家蠅來說相當于“催情劑”。
正常情況下,家蠅并不會對同類的尸體發情,然而當雄性家蠅遇到感染真菌的雌性家蠅時,會進入性興奮的狀態,瘋狂地和早已死去的雌性家蠅交配。激烈的交配行為讓尸體上的孢子炮炸成“煙花”,孢子紛紛寄生到了雄蠅的身上。
交配時,尸體上的孢子炸成“煙花” | 參考文獻[1]
這種“催情劑”還會隨著更多孢子的形成,變得越來越濃,孢子的傳播率也隨之升高。納德魯普的研究發現,在孢子形成早期,也就是雌蠅死后的3至8小時,15%的雄蠅會在接觸后感染;而在后期(死后26至28小時),這些化合物催生了更多的交配行為,高達73%的雄蠅會感染真菌。
真菌——精神控制大師
控制宿主的大腦,讓宿主成為傳播孢子的“僵尸”,乍一看聳人聽聞,但對于很多真菌來說,這已經不是什么新鮮招數。
感染真菌后死亡的秋麒麟花螢,孢子布滿了尸體的腹部,正是孢子的生長令尸體張開了翅膀 | 參考文獻[3]
秋麒麟花螢(Chauliognathus pensylvanicus)在感染了一種名為螢擬蟲疫霉(Eryniopsis lampyridarum)的真菌以后,在真菌的控制下,這種甲蟲會爬到花上,用顎使勁夾住花朵,身體的其他部分則是懸空的,它們就這樣以一種詭異的姿勢奔赴死亡。
恐怖的是,隨著真菌持續生長,死后的甲蟲會忽然打開雙翅,像是被喚醒的僵尸。科學家認為,甲蟲死亡的姿勢會讓它們看起來像一只正在覓食且活力四射的蟲子,吸引同類過來,甚至進行交配。而大量的孢子會讓尸體的腹部看起來鼓鼓囊囊的,對同類來說更具有性吸引力。
被偏側蛇蟲草菌感染后死亡的螞蟻,在樹葉背面,緊緊咬住了葉脈,而真菌從尸體的后腦破殼而出 | 參考文獻[7]
另一種真菌界的有名的“洗腦大師”是偏側蛇蟲草菌(Ophiocordyceps unilateralis)。它們能控制萊氏屈背蟻(Camponotus leonardi)的神經系統,讓螞蟻成為自己的司機。
被感染的螞蟻孤身離開蟻穴,把真菌送到最適合它們生存的環境,一般是樹木背光的一面,有適宜的溫度和濕度,離地面大約25厘米。而這趟最后的旅程也讓螞蟻歸了西,它們最終會以一種咬住葉脈的姿勢死去。螞蟻死后,真菌的菌絲會從螞蟻腦后冒出來,開始釋放孢子,在螞蟻身下形成一個面積達到1平方米的“僵尸感染區”,一旦其他螞蟻路過,就會中招。
以制造“催情劑”著稱的真菌中,蟬團孢霉(Massospora cicadina)比蠅蟲霉更加硬核,能把被感染的十七年蟬變成行尸走肉,滿腦子只有交配、交配和交配。這種真菌能產生裸蓋茹素(psilocybin)或卡西酮(cathinone),這兩個都是有名的致幻劑,可以抑制食欲、增強性欲,讓它們不知饑餓的同時試圖和任何同類進行交配,甚至到了雌雄不分的地步。被感染的雄性蟬還會模仿雌性,揮動翅膀來吸引其他雄性過來交配。
已經被真菌吃掉屁股的蟬 | G。 Edward Johnson / Wikimedia Commons
不僅如此,蟬團孢霉會逐漸吞噬蟬的屁股和生殖器,取代這些部位的是一大團真菌孢子,隨著交配脫落,感染其他蟬。令人膽寒的是,即使失去了三分之二的身體,這些被感染的蟬還活著,并且瘋狂地交配著,完全淪落成了真菌傳播的工具。
身體已經被粉狀的孢子吞噬了,它們還在瘋狂交配 | saevus
活下去,是最終目的
幸運的是,大多這類真菌的寄生行為是特化的,只有一種特定的宿主,我們人類不僅不會遭殃,有時甚至還能坐收漁翁之利。蠅蟲霉和家蠅之間的博弈,就讓我們看到了一種新的逮蒼蠅大法控制蒼蠅數量的方法。
家蠅常常會攜帶大量病原體,影響人類和牲畜。而蠅蟲霉制造的用來吸引家蠅的化合物,可以用作捕獲家蠅的誘餌。由于它只對家蠅起作用,我們還不用擔心對人體或其他益蟲產生危害。在納德魯普的研究中,他發現,蠅蟲霉的分生孢子就足以成為家蠅的“誘捕器”,讓它們以為陷阱里有等待交配的異性,情不自禁地落網。
從真菌和寄主之間的博弈,我們也可以隱隱窺見漫長演化史的一個注腳。
大衛·休斯(David Hughes)等研究員曾在德國發現一塊樹葉化石,上面有29個來自螞蟻的咬痕,正是被感染了真菌的螞蟻留下的“絕筆”。根據同位素法測定,這塊化石是4800萬年前形成的,可見讓宿主變成“僵尸”,已經是一些真菌流傳了千萬年的傳統藝能了。
滿是螞蟻咬痕的樹葉化石 | 參考文獻[8]
從遠古到現在,真菌與宿主之間,你來我往的斗爭還在繼續,而這場曠日持久的拉鋸戰只有唯一的目標——生存與繁衍。無論是常見的食用菌,還是在演化中另辟蹊徑、巧妙地控制宿主的大腦來傳播孢子的真菌們,它們的繁盛都昭示著其生存策略的成功。在殘酷的大自然面前,不管是讓寄主成為交配機器,還是使寄主“心甘情愿”當自己的順風車,只要能夠成功繁衍,它們就是最后的贏家。
參考文獻
[1]Ancient death-grip leaf scars reveal ant–fungal parasitism | Biology Letters。 https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2010.0521?casa_token=CV0R7zWFrIsAAAAA%3AYK_XrjAzZqATS5ZiQlvhpgeeE61r1xBB6_ZZwhxAKRcev-ioAWRFByP5hUmGnFTLd5nK9mei4maQbFc。
[2]Fungus lures male flies into having sex with dead females | Science | AAAS
[3]Naundrup, A。 et al。 A pathogenic fungus uses volatiles to entice male flies into fatal matings with infected female cadavers。 http://biorxiv.org/lookup/doi/10.1101/2021.10.21.465334 (2021) doi:10.1101/2021.10.21.465334。
[4]Pontoppidan, M。-B。, Himaman, W。, Hywel-Jones, N。 L。, Boomsma, J。 J。 & Hughes, D。 P。 Graveyards on the Move: The Spatio-Temporal Distribution of Dead Ophiocordyceps-Infected Ants。 PLOS ONE 4, e4835 (2009)。
[5]Steinkraus, D。 C。, Hajek, A。 E。 & Liebherr, J。 K。 Zombie soldier beetles: Epizootics in the goldenrod soldier beetle, Chauliognathus pensylvanicus (Coleoptera: Cantharidae) caused by Eryniopsis lampyridarum (Entomophthoromycotina: Entomophthoraceae)。 Journal of Invertebrate Pathology 148, 51–59 (2017)。
[6]https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/07/massospora-parasite-drugs-its-hosts/566324/
[7]https://www.science.org/content/article/fungus-lures-male-flies-having-sex-dead-females
[8]科學家發現遠古真菌已能對螞蟻進行控制。 科技傳播 258 (2010)。
作者:岸邊的白鸛
編輯:翻翻
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