当遭到攻击之后,成群未感染裂头绦虫的棘鱼将游至池塘底部,隐藏在水草之中,相比之下,感染裂头绦虫的棘鱼却仍停留在危险的水面。沙克说:“很显然这些棘鱼对于危险一点也不在乎,如果你想吓唬它们,它们几乎不会反应。”
棘鱼的大胆行为也影响到了其它动物,例如:生活在浅滩和群居的动物,棘鱼对于周围生物的活动性非常敏感。个别动物做出的微小行为变化,将转变成为群体性较大的集体行为。这意味着如果某条棘鱼遭受意识控制寄生虫的感染,在某种程度上,这群鱼也是如此。
德曼德特和索斯通过重复实验证实了这一点,他们将感染和未感染个体混合在一起,结果显示,如果感染绦虫的棘鱼占绝大多数,未感染的棘鱼也会跟随它们,留在危险的浅水域,而不是逃离游至水塘底部。这种间接性控制此前从未被记录过,而且对寄生虫可能有益。如果有一大群不顾危险的鱼儿停留在水面,掠食者很容易发现并展开攻击,从而增大了水鸟吞食绦虫感染棘鱼的概率。
那么这些棘鱼呢?坚持与鱼群在一起并不一定是错误的决定,因为鱼群数量提供了安全保障,但在这种情况下,感染个别鱼儿的绦虫可能将危险扩散至整个鱼群。
美国加州大学芭芭拉分校生态学家朱莉娅·巴克(juliabuck)说:“在过去半个世纪中,寄生虫学家一直对寄生虫感染寄主体行为感到好奇,之前我们发现黄蜂将卵植入蟑螂体内,改变蟑螂行走方式;蠕虫诱导蟋蟀自杀;真菌使蚂蚁变成‘僵尸’等。但是这项最新研究证实了另一种现象——即使不侵入身体感染宿主体,也会改变宿主体群体同类的行为方式。
化学武器在动物界中并不罕见。很多动物会将有毒物质储存在体内,用于制服猎物或嚇退敌手。蛇类、蜘蛛、昆虫、鱼类、头足类、两栖动物和爬行动物等类群的成员,甚至少数哺乳动物,都能通过叮、咬、刺等方式将毒素送入其他动物体内。而另一些动物,比如臭鼬、喷射毒液的蝎子,以及放屁虫等,则是选择喷洒化学物质的方式。实际上,放屁虫甚至能在被捕食者吞下之后还能释放出加热的有毒喷雾,对捕食者的消化系统造成杀伤(有时还能惊险逃脱)。
然而,通过“自爆”方式进行防御则很不寻常。这一过程被称为“autothysis”,由两个分别表示“自我”和“牺牲”的希腊语词汇组成。据科学家的报道,目前只在蚂蚁和白蚁中发现过这种现象。
在婆罗洲发现的新蚂蚁物种学名为colobopsisexplodens,其工蚁自爆时能产生亮黄色的有毒黏液。它们能形成由数千只蚂蚁组成的蚁群,生活在热带雨林中枝叶茂密的冠层。研究报告称,它们所处的树木高度可达60米,冠层覆盖范围能达到2500平方米。
研究人员决定将colobopsisexplodens作为模式物种,即可以用它们来揭示某个更大的动物类群——在这里指的便是自爆蚂蚁——的特征。研究人员还指出,colobopsisexplodens在危险(包括闯入的人类科学家)出现时“特别倾向于自我牺牲”。
为了实现自爆,这些红褐色的小工蚁(都是不育的雌性)需要先收缩腹部,直到体内累积足够的压力撕裂体壁,喷洒出一种由颚部腺体分泌出来的黄色黏液。研究报告称,这种黏液“有一种类似香料的独特气味”。
colobopsisexplodens的奇特适应手段并不只有“自杀式爆炸”。兵蚁(同样是不育的雌性)具有膨大的头部,顶部呈扁平圆形,像盾牌一样。研究者写道,这种古怪的头部能作为完美的“插栓”,用来临时堵住蚁巢入口。
现在,adamo、fredensb及其他研究者正在尝试理解这些寄生虫是如何操纵宿主大脑的。
fredensb说:“我们已经从发现操纵行为的阶段,进入到一个专注于作用机理的新阶段。但还有很多是我们所不知道的。”
adamo发现,病毒会侵占昆虫的脂肪体。脂肪体是蟋蟀体内蛋白质的最主要生产源,能储藏其他营养,加剧免疫反应。adamo与同事还发现,脂肪体表层会覆盖一层具有光泽的病毒颗粒,使得脂肪体成为病毒完成复制的大本营。这导致脂肪体无法再生产蛋白质和其他维持生殖器官健康所必需的分子,雌性蟋蟀将不再分泌卵子,而雄性蟋蟀的精子也会受到损害。adamo说:“它们将无法繁殖。”但感染病毒后,雌性和雄性的性吸引力都大大增强,其中雄性求偶次数是健康蟋蟀的2倍。
adamo希望能鉴别出这种由寄生虫发出的可导致蟋蟀更多性行为的分子信号。此外,感染病毒后,宿主体内通常会出现可导致宿主失去食欲、嗜睡的炎性分子,而这种分子信号能抑制炎性分子对宿主的影响,adamo认为这是性传播寄生虫的普遍特性。
而美国宾夕法尼亚州立大学帕克分校博士后charissadebekker着眼于一种名为偏侧蛇虫草菌的真菌。这种真菌能感染木蚁,并最终使得宿主离开蚁群,爬上一棵大树,咬住小枝的下方或树叶的下方,然后死去。宿主以这种姿势死后能够使真菌孢子掉落地面,继而感染其他蚂蚁。19世纪中期,与达尔文同一时代的alfredrusselwallace认为,这种真菌是从蚂蚁脑部生长出来的,直到2009年这一行为操纵现象才被宾夕法尼亚大学生态学家davidhughes所发现。
debekker在年会上报告称,很难弄清这种真菌是如何操纵木蚁的。首先必须弄清如何在实验室中培养这种真菌及它的近亲,还必须培育出两种感染真菌的蚂蚁组织——大脑和肌肉,进而观察寄生虫究竟是通过大脑还是肌肉操纵宿主。
为了弄清这一问题,debekker和hughes将目光投向由这种真菌分泌的分子上。她们选取两组蚂蚁,一组是对寄生虫操纵有抵御能力的品种,另一组则是易受寄生虫操纵的品种,将两者进行对比研究后发现:约70%的真菌蛋白质和其他代谢物存在于自杀的蚂蚁身上,这意味着真菌蛋白质是将蚂蚁变成“僵尸”的关键因素。
debekker通过使用质谱分析法鉴别出一些可能操纵宿主大脑的分子。一种是鞘氨醇,它是神经信号分子的一部分,可能影响蚂蚁的神经系统。另一种是γ胍基丁酸,与一种致命的有毒蘑菇有关。
debekke、hughes及同事还开始检查这种真菌的基因活动在感染过程中是如何改变的。初次感染真菌的蚂蚁行为如常,但随着真菌的生长,它将逐渐替代蚂蚁的大脑,这一过程可能是在鞘氨醇的帮助下完成的,最终导致自杀行为的发生。想和更多志同道合的人一起聊《匿名来电》,微信关注“热度网文或者rdww444”与更多书友一起聊喜欢的书