自然科普:动物界《釜山行》,你怕了吗?
来源:科普中国
发布时间:2023-03-16
浏览次数:625

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出品:科普中国

作者:冰冰棒(中国科学院动物研究所)

监制:中国科普博览

真的有僵尸吗?人倒是没有,但确实存在着一些成为“僵尸”的生物。比如僵尸蝉、僵尸蛙、僵尸蚂蚁等,这些生物都是被一些特定的真菌感染后,身体被真菌侵占,失去了自身的“意识”,变成由真菌控制的一具具“僵尸”。

那蚂蚁是怎么被真菌感染的?我们人类会被这些特定真菌感染,变成“僵尸”吗?答案在文末为你揭晓!

莱氏屈背蚁的寄生

(图片来源:维基百科)

天降横祸——僵尸蚁是怎么形成的

以僵尸蚁为例,一只倒霉的蚂蚁可能只是在某个晴朗的下午出去觅食,它在树上爬行的时候,不小心沾染到了特定的专门侵染蚂蚁的真菌。之后,真菌就开始在蚂蚁体内繁殖增长,逐渐替代了蚂蚁本身的细胞和组织。原本的蚂蚁变成了空有躯壳却满肚子真菌的傀儡。

这还不算最过分的,在真菌疯狂增长的过程中,真菌又会通过产生一些酶类或者气体,从而控制着蚂蚁的“意识”,操控傀儡蚁的行为,直至蚂蚁的价值被消耗殆尽,彻底死亡。

斗智斗勇——蚂蚁与真菌的极限拉扯

那么对于真菌的这种侵袭,蚂蚁有没有什么应对措施呢?还是说毫无抵抗之力,只能任由真菌控制呢?近日奥地利和德国科学家合作研究发现,在真菌与蚂蚁之间存在着极为明显的“斗智斗勇”现象。

蚂蚁会通过及时帮助同伴清理身体上的真菌,使真菌无法在蚂蚁体内大量繁殖,阻止僵尸蚁的形成;同时,真菌又会不断进化,变得让蚂蚁难以识别,从而逃脱被清理的命运,大有道高一尺魔高一丈的意味。

在这项研究中,奥地利科学家团队对蚂蚁群体进行了仔细的研究。

感染了致病性绿僵菌(后文用“真菌”指代)的实验蚂蚁,被分别饲养在有同伴成员和没有同伴成员的环境当中。在有同伴成员的环境当中,其他蚂蚁会对被感染的个体立即做出识别和相应反应,并快速有效地清除群体成员身上的传染性颗粒。

两组实验环境设置,其中一组蚂蚁被饲养在没有同伴成员的环境(左图),另一组则在有同伴成员的环境(右图)。

(图片来源:参考文献[1])

也就是说,这些真菌要想完全占据某只蚂蚁的身体,不仅需要逃脱掉单个蚂蚁的免疫系统,还要成功避开其所在群体所有蚂蚁的免疫系统对它的识别。

不过这样的同伴互助过程,并不能使蚂蚁免除真菌的感染。为了应对蚂蚁群体之间这种互相帮忙、及时清理真菌颗粒的过程,真菌也随之发生了根本性的变化。研究人员发现,在超过10个感染周期的时间里,与生活在没有蚂蚁同伴的环境中的真菌相比,有蚂蚁同伴的环境中的真菌,产生的孢子(也可以理解为真菌的幼体)数量显著增加。

随着时间的推移,不仅真菌变得更强了,让人意外的是,蚂蚁对真菌颗粒的清除工作也减少了。也就是说,蚂蚁不再能那么快速且高效地识别并清除真菌颗粒了。科研人员对此的解释是:真菌发生了改变,变得不再容易被蚂蚁识别。

那么事实真的是如此吗?真菌真的会随着蚂蚁群体的反抗发生变化吗?为了验证这一猜测,科研人员又专门对有蚂蚁同伴和没有蚂蚁同伴的环境中的真菌进行了比较分析。结果表明,两种环境下的真菌确实不再一样。在蚂蚁有同伴帮忙清理的环境中,真菌会逐渐减少自身麦角固醇(一种真菌特异性化合物,可以被宿主识别)的含量,以此来逃避蚂蚁的群体社会性免疫清除。

冬虫夏草其实也是昆虫和真菌的结合体

(图片来源:维基百科)

这表明,在真菌与蚂蚁的这一场侵略与抵抗的战争中,两方都在不断地升级变强。由于彼此的存在,使得真菌和蚂蚁都要不停地进化,以增加己方成功的概率。这也不禁让我们感慨于真菌的这种“智力”,仿佛它们有了自己的思考和意识,来应对蚂蚁的抵抗。

真菌感染的“僵尸人”会出现吗?

说完蚂蚁和真菌的斗智斗勇,终于到了你最感兴趣的问题——那这种可怕的真菌,会侵袭人类吗?

这一点我们还不用担心。由于人体是一个非常复杂的生物体系,并且拥有完善的免疫系统,以真菌现在的能力,还不足以侵袭并掌控人类的意识。因此,至少目前看来我们还是很安全的。

结语

没想到自然界中看似不起眼的一个昆虫躯壳下,蕴藏着一场如此激烈的战争。研究人员们用科学的数据为我们阐明了这场来自真菌与昆虫之间的战争是如何不断升级的,也让我们对微生物这一群体有了更加客观的认识。

参考文献:

[1]

https://www.nature.com/articles/s41559-023-01981-6




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