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昆虫界傀儡大师真菌,感染果蝇后将其操纵到死

2018-09-09  本文已影响1人  一起观科技

加州大学伯克利分校博士生伊雷亚在住家阳台发现控制昆虫的傀儡大师:一种感染果蝇的真菌,会侵入果蝇的神经系统,并由内而外吞噬它们。

2015年夏天,当伊雷亚第一次看到放在阳台的西瓜腐烂,但周围果蝇横尸遍野时,她没有吓得花容失色,反而感到十分兴奋──她怀疑是真菌造成果蝇死亡。

于是伊雷亚每天早晨和傍晚都定时观察这颗西瓜,越来越肯定一定是西瓜的真菌控制了果蝇,最终导致它们死亡。她将实验室用的黑腹果蝇带回家,试着让它们也被真菌感染,最终她成功了。不过她也发现果蝇不能以实验室提供的标准食物喂食,因为那种食物含有抗真菌剂,会使果蝇不被真菌感染。

至于那些受感染的果蝇在痛苦死亡过程中,就像系在绳子上的傀儡,会爬到高处、张开翅膀、露出腹部使真菌附着,真菌的孢子便可从高处向四面八方射出,感染更多果蝇。

伊雷亚说:我认为对果蝇而言,真菌是又大又坏又邪恶的生物,但事实上真菌也有脆弱的一面。我也发现许多奇怪之处,彷佛在读科幻小说。真菌就像身体的入侵者。当我告诉其他人我正在研究的事情时,他们多半觉得恶心;但当我告诉他们这些真菌不会感染人类时,他们便开始感兴趣了。

有许多微生物,如细菌、真菌、原生动物都会操控动物的行为,但科学家还不了解这些微生物如何侵入并控制动物的神经系统。因此藉由彻底研究果蝇,或许便能了解其中机制。

这种学名为蝇虫霉的真菌已有160年历史。这种可控制昆虫的行为模式在真菌里并不常见,而有些真菌会入侵蚂蚁、蚜虫、甲虫、蟋蟀,并控制它们的行为,将它们逼上致命高处,使附着在昆虫身上的真菌能将孢子四射,科学家将这种行为模式称为登顶症。

伊雷亚目前已知真菌会入侵果蝇的神经系统,这也为研究真菌控制宿主的机制提供线索。她还更进一步发现,虽然真菌控制了果蝇的神经系统,并从果蝇的脂肪获取能量,但就目前的研究结果显示,果蝇对真菌的入侵无能为力。伊雷亚说:菌丝会逐渐吞噬果蝇的脑,也会吃掉它的肌肉。

当果蝇的脂肪消耗殆尽后,果蝇便会出现行为异常。很显然,真菌不仅入侵果蝇的神经系统,还控制了他的器官,于是果蝇开始转往高处栖息。最终真菌的菌丝从果蝇鼻腔窜出,将丧失飞行能力的果蝇固定在所处位置表面,而果蝇的翅膀会固定成不自然的90度反折,菌丝再吸取果蝇的体液至其死亡。

▲受感染的果蝇鼻子伸出菌丝,被菌丝固定在高处等待死亡。

伊森教授向《大西洋》杂志表示:微生物是生物中最具创新能力的,微生物和动物间的交互作用始终存在,而微生物一直求新求变,试图拥有操纵宿主的能力。

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