
铁线虫是如何驱使螳螂跳水的?
螳螂杀手——铁线虫为了搞清楚“隐形谋杀者”是如何驱使宿主为它们献完青春献生命的,本世纪初,法国生物学家开始了专门研究。他们花费了三年多时间,重点对“蟋蟀谋杀案”进行了详细调查和分析,对蟋蟀投河起跳前、投河瞬间和投河后不久这三个时间段的蟋蟀大脑里的变化情况,进行了认真剖析。结果在蟋蟀的神经系统中,他们发现了Wnt分子,铁线虫身体里具有这种分子,而蟋蟀身体里本来没有这种分子。这说明,这个分子转移到了蟋蟀的身体里,很可能对蟋蟀“投河自尽”负有重要责任。那么,铁线虫身上的这个分子是怎样进入蟋蟀神经系统里的呢?进一步的研究发现,蟋蟀身体里有一种和铁线虫身上Wnt分子类似的分子,但两者并不完全一样。是生物学家们把两者搞混了吗?经过反复比较分析,他们最后确认,进入蟋蟀神经系统里的Wnt分子,就是来自铁线虫。那为什么偏偏只有这种分子进入了蟋蟀的神经系统,而铁线虫身上的其他分子为什么没有进入?这个问题一下子难倒了生物学家。后来,经过多角度分析,生物学家找到了答案。原来,铁线虫的Wnt分子之所以能够混入蟋蟀的神经系统,恰恰是利用了它自身与蟋蟀同类分子的相似性。隐藏在宿主身体里的铁线虫释放出自己的Wnt分子,借助这个相似性,让自己的假冒分子,以假乱真,慢慢混进了蟋蟀的身体组织,然后混入到了蟋蟀的神经系统,便产生了发号施令的效用。也就是说,铁线虫通过Wnt分子与蟋蟀进行了“分子对话”,最后控制了蟋蟀,对宿主下达了特殊的生物指令。为什么蟋蟀非要选取“投河”的方式自杀呢?Wnt分子又是如何下达“投河”指令的呢?这其中另有奥妙:当Wnt分子进入蟋蟀的神经系统后,蟋蟀身体里就乱了套,部分蛋白质的合成乱了秩序,而有一种蛋白质却异常活跃起来,这种蛋白质本身含有指使动物向地势低的地方运动的基因指令。当指令传达到蟋蟀的大脑后,蟋蟀便会向地势相对较低的河流或者水塘飞奔而去。还有一种观点认为,由于铁线虫Wnt分子的侵入,使得蟋蟀浑身燥热难耐,痛不欲生,为了快速降温,它们才被迫选择了“投河”。
首先要陈述几个事实
1.和很多其他昆虫一样,一些螳螂有趋光性。在夜晚可以用灯诱的方式吸引螳螂,我们在灯诱过程中发现:被吸引而来的螳螂中被铁线虫寄生的个体所占比例大于直接捕捉采集到的比例。
2.螳螂是极其擅长隐蔽的昆虫,白天总是隐藏于杂草中、叶片背面、枯枝里…。但在晴天时我们常常能看到一些螳螂十分反常的出现在能被阳光直射到的林间马路上(白色路面反光),而且这些反常停留在马路上的螳螂几乎全部都被铁线虫寄生,比例高的反常。
3.夏季晴天时跳水的被寄生螳螂比阴天更多。ps:晴天时水面是自然界中最普遍的光亮物质。
4.在人工饲养条件下,环境中放置水盆,然后将环境温度升高至40℃+,螳螂直至热死也不会跳进水盆中。
“因为很热,所以要跳进水里”这个罗辑的复杂程度已经远远超过螳螂的智商了。
综上,我认为促使被铁线虫寄生的螳螂跳水的原因不是水,而是被水面反射的光。
不过这也只是猜想,同时楼下所说的“向下性”我也比较认同。可以确定的是,铁线虫一定是利用螳螂本身就具有的最基本最简单的本能来实现一定程度的影响螳螂行为,如:趋光、方向。
至于铁线虫具体是用什么方法来控制螳螂的,还不明确。
歪下题,自然界中,寄生操纵宿主的行为还有很多,举几个例子
1、 可将蚂蚁变僵尸的真菌:邪恶程度远超想象_科学探索_cnBeta.COM
巴西雨林中的木蚁(Carpenter ants)过得非常不容易。一旦某只蚂蚁感染了一种真菌,就会变成所谓的“僵尸蚂蚁”,无法控制自己的行为。在寄生真菌的操控下,受感染的蚂蚁会离开舒适的巢穴,来到更适合真菌生长的雨林地面上,藏在一片树叶下面,然后就以这片树叶为食,在上面扎下根来。倒霉的蚂蚁此后便再无声息。从此时起,真菌将在蚂蚁体内生长,最终破头而出,释放孢子。整个过程从头到位将持续十天,令蚂蚁苦不堪言。2、猫会让人变疯吗?科学证明你可能被弓形虫操控了
猫是弓形虫的终极宿主,感染弓形虫的老鼠会被猫吸引,增加被吃掉的几率,弓形虫得以在猫体内继续繁衍
人感染了弓形虫,就会对吸猫不可自拔(可能)
流感病毒也可能使人更外向、艾滋病可能会增加性欲……
除此以外,许多专家还认为远不止弓形虫这样唯一一种微生物能够操控人类。萨波斯基说:“我猜想在哺乳动物中还有非常多这样的例子,也许有的寄生虫我们根本都没听说过。”当然,大多数人更熟悉的是狂犬病病毒。这种病毒在杀死像狗和蝙蝠这样的温血动物宿主之前,会使动物变得狂躁,这时,病毒就会从神经系统进入唾液,以确保在宿主咬伤其他生物时,它能够找到新的带菌者。但是除了狂犬病以外,能够控制大脑较大的哺乳动物的寄生虫非常少。一种名叫Polysphincta gutfreundi的寄生蜂,它会先控制一只金蛛,并将自己的幼卵放进金蛛的腹部。卵里渐渐成长出像虫一样的幼体,接着会释放出化学物质促使金蛛停止编织其最熟悉的螺旋网,转而吐丝结成另一种特殊样式的网,以便将自己的茧保留在上面来养育幼虫。“着魔”的金蛛甚至会在网上编制出特别的几何图案,将茧伪装起来躲避黄蜂的捕食。中美洲亚马逊热带雨林的滑翔蚁(Cephalotes atratus)被一种线性寄生虫(Yrmeconema neotropicum)感染后,其尾部会变得又红又大,看起来就像一颗熟透的浆果,从而成为喜食浆果的小鸟的捕食对象
我在想如果铁线虫宿主同时感染狂犬病毒会怎么样?亲水还是恶水?
大脑,有些时候并不属于你自己。
本文全程高能预警。
一群几乎神智不清的男女,张大着嘴叫喊着口渴,如同丧失理智一般冲向任何视线所及的水源,甚至猛然一头扑向河里,继而溺水身亡……
而在他们漂浮河面的尸身之下,一丛黑色而细长的身影缠绕着,扭动着,从宿主的体腔内破体而出,游进水中……
幸好,这只是恐怖电影中的情节,这部电影,是 2012 年上映的一部韩国灾难片,名叫《铁线虫入侵》。虽然比起《汉江怪物》来,《铁线虫入侵》的场面并没有那么科幻,血腥程度更是远远比不上后来的《釜山行》。但是,它却更加真实,有代入感,因为这部片子涉及到一个很现实的问题:
寄生物会影响宿主的意志吗?
01
常年生活在城市里的人,可能并不太了解铁线虫(Gordius)究竟是一种怎样的生物,因为这玩意大都生活在乡野间的水域。它们和蛔虫一样,都同属于线虫纲,只是块头要大得多:虽然直径可能还不到一毫米,但是长度却有着 30 厘米到 1 米那么长……目前发现最大只的铁线虫,更是有着两米长的骇人身段。
完整暴露在外的铁线虫,外形很像一根长长的马鬃,因此在英文中又被称为「马鬃虫(horsehair worms)」。铁线虫的头部只有一张用来汲取营养的嘴,雄性的尾端是一个分叉的形状。和其他线虫纲生物区别最大的地方在于,铁线虫的外壳有一层坚硬的角质层包裹着,这样的外形能够让它们在成虫之后,在宿主体外生存。
坚固外壳给铁线虫带来的金刚不坏之身,甚至当宿主昆虫的身体被外力碾压死亡之后,内部的铁线虫依然能够得以存活。这大概也是铁线虫的得名由来吧。
铁线虫的生存策略简单而粗暴:生活在沼泽、池塘和溪流等水体中的它们,在雌雄交配后,雌虫会产出一大堆凝胶状的虫卵。卵孵化成幼虫之后,会聚集在一起,等待被它们的目标食用。是的,看似这些捕食铁线虫的都是凶猛的肉食性昆虫,比如螳螂、蚂蚱、蟋蟀等,然而在它们享用铁线虫的那一刻,实际上已经中了对方的圈套。
在宿主昆虫的体内,铁线虫会一动不动地紧贴在虫体消化道附近,通过吸收养分迅速成长发育。被寄生之后的昆虫虽然会被消耗掉大量的体内营养,但并不至于死去,只是它们体内大部分性腺发育都被破坏了,无法繁殖后代。
当生长到完全成熟体之后,铁线虫会做出一件不可思议的举动:它们如同意识控制一般,操纵着宿主的昆虫前往水源……当宿主在水中自行溺毙时,铁线虫如同打了鸡血一般,拼命地蠕动,最终从宿主体腔内破体而出,这一幕常常令人极为不适:
所以,宿主昆虫的死亡,也意味着铁线虫的寄生其实准确来说,应该是拟寄生,也就是会杀死宿主自身的一种寄生。
正是见到了这样震惊的一幕,给了韩国导演朴正宇以灵感,并拍摄出了灾难片《铁线虫入侵》。只不过在真实的世界里,虽然人类也存在极其罕见的,被铁线虫寄生的例子,但并不至于发生影片中那么可怕的结果。
这些被感染的病例,往往是在河边游泳嬉戏时,被幼虫体的铁线虫从尿路入侵,并寄生在人体的尿道中,因为成虫之后的机械性运动,导致下腹部剧烈疼痛、尿频、尿急、尿痛、血尿等症状。只不过,在驱虫之后病情就会自行减轻消失,并不会被操控到投河自尽,出现电影中那样令人绝望的一幕。
《铁线虫入侵》中,感染者纷纷自杀
对于人类这样的高等动物,铁线虫束手无策,可是低等的节肢动物就常常命丧它们之手。那么,铁线虫究竟是拥有怎样的操控能力,才能让宿主甘愿献出自己的生命,乖乖听从它们的命令投河自杀呢?
在解释这个复杂问题之前,我们先来看看其他一些寄生物是怎样操控并残害它们的宿主的。
02
2005 年时,宾夕法尼亚州立大学的生物学家大卫·休斯(David Hughes)教授在德国的莱茵河谷中一个叫梅塞尔坑(Messel Pit)的地方,发现了一片非常奇异的树叶化石。
这块距今 4800 万年前的古老树叶的叶片上,清晰地显示出数量极多,且排列整齐的小坑洞。这顿时引起了休斯教授的注意,在电子显微镜下,他发现这些小坑洞,都是一种古老蚂蚁的咬痕。
这片树叶上,一共有着 29 枚咬痕,这些咬痕分属于 7 只不同的蚂蚁。为何这些蚂蚁都会不约而同地大力咬住树叶呢?而且,并没有任何迹象显示,它们是在食用这些树叶,因为这些咬痕基本都是一次性的,换言之,咬住之后的蚂蚁就没有再动弹过。
那么,它们这样做的目的究竟是为何呢?
答案是,它们根本没有目的,因为已经身不由己了……根本不是蚂蚁们自己的意志决定了这样离奇的行为。原来这些古老的蚂蚁,都被一种更加古老原始的生物寄生了。这种生物有个异常拗口的名字,叫做「偏侧蛇虫草菌(Ophiocordyceps unilateralis)」。
偏侧蛇虫草菌至今依然存在,它们寄生在如今一种叫做莱氏屈背蚁(Camponotus leonardi)的蚂蚁身上,这种蚂蚁因为长期生活在树丛中,因此还有一个更有名的别名「木匠蚁(carpenter ants)」。
透过电子显微镜,休斯的团队发现被寄生后的木匠蚁的身体内部充斥着大量的偏侧蛇虫草菌,这些真菌导致蚂蚁肌肉萎缩,肌肉纤维分离,并分泌出一些化学物质,影响到它们的中枢神经系统。
我们都知道,工蚁是一种拥有超强执行力的蚁类,它们很少会偏离自己移动路线。被寄生后的蚂蚁,却经常会展现出迷路的迹象,它们茫然无措地随意走动,甚至偏离整个群体。同时,它们行走模式也迥异于原本的姿态,这种凌乱的步伐令人联想到了被感染之后的丧尸,因此这些被寄生后的蚂蚁,也被称为「丧尸蚂蚁(Zombie ant)」。
更重要的是,木匠蚁大都生活在树木的树冠上,而被寄生之后的丧尸蚂蚁,却常常更愿意向树下移动,去到那些被繁茂树叶遮盖住的树荫下。
显而易见的是,树荫下比树冠上潮湿阴冷得多,是更加适合真菌繁殖的绝佳场所。丧尸蚂蚁们这样的举动,正是体内寄生的真菌驱使的。
这还不算完。当丧尸蚂蚁们来到最适合真菌繁殖的环境后(根据统计,这样的地点一般都在朝北的森林,距离地表大约 25cm,湿度 94%-95%,温度 20-30℃),会开始不约而同地爬上树叶,并用下颚全力咬住叶片。
更夸张的一幕还在后面,当丧尸蚂蚁咬定了叶片之后,真菌会迅速破坏蚂蚁下颚的肌肉纤维,并将其中产生能量的线粒体全部破坏殆尽,这样一来,完全肌无力的可怜蚂蚁就再也无法控制自己的下颚,只能被迫咬死在树叶上一动不动。
丧尸蚂蚁:凉了,凉了……
这种怪异的行为模式,被称为「死亡之咬」。
在此之后,真菌会开始在蚂蚁体内的软组织间不断增殖,很快便杀死宿主们,当大量的菌丝在死去的蚂蚁尸体内繁殖后,最终会顶破蚂蚁身体的外骨骼,形成可怕的寄生景象(如下图)。破体而出之后,蚂蚁尸身上的偏侧蛇虫草菌会在这片树叶上释放出孢子,继续繁殖后代。整个过程可以持续四到十天。
值得一提的是,这样的灵感也被「顽皮狗」团队的游戏设计师所汲取,并以此为基础创造出了著名游戏《美国末日》(The Last of US)中被真菌寄生的丧尸怪物(当年眠眠也是熬夜通关这个神作)。
这玩意还会发出「哒哒」的声音
03
等等,这还没有完。
休斯的研究团队很快发现了另一个颇为奇怪的现象:虽然在树叶上有很多被寄生的丧尸蚂蚁的尸体,但并没有大量繁殖出偏侧蛇虫草菌。这个比例竟然仅有 6.5% 左右,也就是只有很少的一小撮丧尸蚂蚁身上,成功地长出了真菌。
这究竟是怎么回事?按理说,真菌的这个繁殖生存模式是非常完美的,繁殖的场所各方面条件也非常适合,为何最终孢子的产生率却如此之低呢?
只剩下头部还死咬着树叶的丧尸蚂蚁
经过一番研究,休斯终于在偏侧蛇虫草菌的身上找到了答案:这些寄生在蚂蚁身上的真菌,居然自身也被另一种寄生物寄生了……
这种诡异却又真实存在的现象,被称为「超寄生(hyperparasite)」。原来为了对抗偏侧蛇虫草菌的摧残,木匠蚁也找到了自己的生存策略,那就是在身体内部也寄生着另一类寄生物(据说也是一种真菌)。当蚂蚁们被偏侧蛇虫草菌寄生之后,这种神奇的寄生物也会寄生到真菌的体内,并在死亡之咬发生后,杀灭偏侧蛇虫草菌繁殖出的孢子。
不可思议的超寄生现象
如此一来,偏侧蛇虫草菌能够成功繁殖后代的几率就被大大降低,同时木匠蚁的群体也就免遭真菌大面积扩散的危险。
这简直是微观世界版本的一物降一物啊……
不过既然说到这种真菌坑真菌的寄生,就不能不提昆虫坑昆虫的寄生了。对此七星瓢虫最有发言权,虽然样子萌蠢,但是七星瓢虫的自我防护能力并不低,大多数情况下仅仅靠着外形就足以吓退敌人。
正常的七星瓢虫(萌萌哒)
然而在面对茧蜂(braconid)的时候,七星瓢虫便毫无反抗能力了。茧蜂是一种非常善于寄生的昆虫,全世界一万多种茧蜂,都是寄生性物种。大部分的茧蜂都是益虫,因为它们寄生的对象大都是菜粉蝶、番茄天蛾等害虫。唯有寄生七星瓢虫的瓢虫茧蜂是例外。在发现七星瓢虫后,茧蜂会将自己超长的产卵器插入瓢虫的身体,每插入一次,都会在其中留下一到数个虫卵。
七星瓢虫体内的虫卵很快就可以孵化为幼虫,随后幼虫会在瓢虫的下腹割开一道口子,并在它们的身体下方吐丝结茧。
丧……丧尸七星瓢虫
是的,此时的七星瓢虫已经完全沦为一只丧尸瓢虫,只不过此时它们还并未死亡,而存活着的唯一意义,就是成为茧蜂幼虫的保镖:当有外敌试图靠近时,丧尸瓢虫还会拼命抽搐自己的腿部试图驱赶对方。
寄生在毛虫体内的茧蜂幼虫也是类似,它们会以毛虫的身体组织为食,发育成熟快要成蛹之前,就会破开毛虫的身体,并在它的身体表面结茧。与丧尸瓢虫相似的场景同样发生着:在它们结茧孵化的期间,丧尸毛虫会不吃不喝地守着身上的虫茧,保护着这些寄生物的安全。
这已经是能找到的最不瘆人的一张图了……
其实除了昆虫之外,饱受寄生之苦的还有其他生物,比如软体动物类的蜗牛。
模样同样蠢萌的琥珀蜗牛,被一种叫做双盘吸虫(Leucochloridium paradoxum)的东西寄生之后,同样会沦为「丧尸蜗牛」。此时它最大的特点,就是极度肿胀的双眼,并且呈现出绿色的环节状态,从外形上看简直如同两只绚丽多彩的毛虫。
此时蜗牛的双眼中,已经充满了双盘吸虫的幼虫,它们不断蠕动,并命令丧尸蜗牛一反常态地爬到植物的高处,甚至暴露在光亮的环境中。这样做的目的只有一个,就是吸引鸟类的注意。当丧尸蜗牛被捕食之后,它们就可以转而寄生在鸟类的身体内,等待繁殖成熟之后,再一次循环它们的寄生行为。
04
不得不说,寄生是一种极其古老的生存策略,与共生不同的是,寄生是一种生物生存在另一种生物的体内或体表,并从后者摄取养分以维持生活,寄生物对于宿主而言,基本上都是一场灾难。
寄生物在宿主体内发育的繁殖,会引起一系列的损伤:比如破坏细胞、压迫组织、堵塞腔道、毒性和变应原性作用等。而且寄生物还会在三个方面对宿主造成严重的危害,首先就是夺取宿主的营养:比如人体小肠内的蛔虫,就会吸收消化或者半消化的食物;钩虫和血吸虫更是会直接汲取人体的血液,引起宿主营养不良以及贫血。
铁线虫的亲戚——蛔虫
所以知道小孩子为什么要定期吃打虫药了吧……幼儿的免疫能力原本就弱,体内的寄生虫往往能肆无忌惮地吸收营养,眠眠小时候有个同学,肚子里的蛔虫肥硕得那叫一个可怕(不要问我怎么知道的……)。
第二种危害,是寄生物制造的机械性损伤。如果寄生物的数量很多,或者体型比较大时,它们聚集在一起后,会对宿主的组织器官造成损害和压迫作用。比如猪囊尾蚴会寄生在人的脑部以及眼部,造成压迫脑组织,引发癫痫、视力下降甚至是失明。蛔虫的幼虫在肺内移行时,也会穿破肺泡壁的毛细血管,引起肺部出血。
寄生于宿主脑部的猪囊尾蚴
更不用说前面提到的铁线虫,如此巨大的块头,在人体尿道内游动,会造成巨大的痛苦……
第三种危害,
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