真菌操控下的“僵屍蒼蠅”,即使已經死亡,仍在引誘雄蠅交配

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土壤中尤以細菌最多,約占土壤微生物總量的70-90%。土壤中不同類型的細菌有不同的作用。有的能夠固定空氣中的氮元素,合成細胞中的蛋白質;有的能夠分解農作物的秸桿,它們大多是異養菌。除瞭細菌以外,土壤中數量較多的其它微生物是放線菌(抗生素的主要產生菌)和真菌,而藻類和原生動物等較少。

在陰濕的土壤、潮濕的朽木、腐爛的植物和堆肥上,還生活著另一些微生物,叫做粘菌。它們是一類營養方式和生活史近似於原生動物,但又近似於真菌的真核微生物,也有人稱之為粘菌蟲(mycetozoa)。

真菌和粘菌競相分解森林地面上的屍體,它們中許多通過釋放孢子進行傳播,多達每秒3萬個,這些孢子中哪怕隻有一個落在合適的地方,並紮根生長,它就可以開拓一個全新的領域,但並非所有菌類都以死屍為食。

一些真菌會通過控制昆蟲來實現繁衍,一種名為“柳葉刀肝吸蟲(lancet liver fluke)”的寄生蟲可以進入螞蟻頭部,控制螞蟻行為。當夜幕降臨的時候,柳葉刀肝吸蟲引導螞蟻爬到葉片頂端,一直呆到第二天早晨。

“僵屍螞蟻”顎部緊扣草葉尖,它們在清晨時分很容易被掠食者捕殺。柳葉刀肝吸蟲通過控制螞蟻被掠食者捕食,然後進入一個更大的宿主體,並在那裡繁殖後代。

而最近科學傢發現,有一種致命真菌會感染並控制蒼蠅的意識,這篇論文名為"A pathogenic fungus uses volatiles to entice male flies into fatal matings with infected female cadavers",已發表在bioRxiv期刊上。

真菌控制蒼蠅成“僵屍”

這種真菌叫做“致病性蠅蟲黴”(又名蠅單枝蟲黴)。科學傢之前曾發現這種真菌,它們在傢蠅 (Musca dcmestica vicina)中廣泛分佈,是傢蠅真菌病的病原體,在溫度適合的條件下可引起傢蠅大量死亡,

傢蠅感染蠅蟲黴後,一般5—7天開 始發病,死亡70—80%,十天左右100% 死亡。通常晚上八時左右開始發病,死前 腹部脹大色白如蠟,行動遲緩,很少起 飛,很快即死亡。死時傢蠅六足和口器緊扒在玻璃或蠅籠上,24小時後可看到腹部 膜質部份出現白色隆起,腹部節間膜更為明顯。病死的傢蠅周圍有一圈放射狀白暈・半徑約為3.5厘米。

然而科學傢通過仔細研究之後,終於發現瞭蠅單枝蟲黴是如何引發蒼蠅大量死亡的。當致病性蠅蟲黴(又名蠅單枝蟲黴)感染蒼蠅時,會對蒼蠅進行操控,它們會奪取蒼蠅的意識,然後菌根網絡已滲進雌蠅的肌肉,雌蠅的身體徹底被蟲黴控制瞭,它使螞蟻的大腦充滿化學物質,迫使螞蟻前往條件完美的地方,比如突出的植物莖幹或者樹枝。研究人員稱這一行為“就像用繩索操縱木偶。”

這樣能更好地擴散從它們身體裡冒出的真菌孢子,這些僵屍蒼蠅會緊緊抓住樹枝,並張開翅膀,然後蟲菌以致命一招送蠅歸天。

吸引雄性,擴散種群

然而,死亡對於它們來說並不是終結,蟲黴會調制一種強大的春藥來完成它的詭計。這種愛情藥水會讓健康的雄性蒼蠅引起欲望的火焰,鼓勵它們對異性(無論死活)展開行動。

愛情藥水的氣味對雄蠅非常有效,一些健康的雄蠅會根據氣味方向找到僵屍雌蠅,隨後爬在死去雌蠅的身體上進行交配,最終雄蠅也被感染蠅蟲黴,之後雄蠅飛走,會將蠅蟲黴擴散至同類種群其他夥伴。

微生物學傢對這種怪異的動物行為感到驚奇,這對於正在交配的雄蠅很危險,雌蠅不僅已死亡,而且攜帶傳染性孢子。通過研究發現,死亡雌蠅氣味中存在兩種化合物,分別是辛酸乙酯和倍半萜烯。

它們均有吸引昆蟲的特點,雖然蠅蟲黴孢子在雌蠅死後幾小時就從體內釋放出來,但在孢子產生的後期階段,即死後大約25-30小時,這些屍體對雄蠅最具吸引力。

至於為什麼會這樣,科學傢認為是“蟲黴通過改變蒼蠅表皮碳氫化合物的水平和產生幾種不同尋常的揮發性化合物,誘導瞭吸引傢蠅的揮發性化學物質的變化”。

如果沒有吸引到雄性蒼蠅怎麼辦,孢子發射器從蒼蠅的皮膚裡冒瞭出來。接著數以百計的孢子以極高的速度噴射出來,去尋找下一個受害者,這個過程會持續數小時。

通過對一現象的研究,科學傢們試圖利用它們的功能為我們造福,來消滅廚房和農場裡的蒼蠅。

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  • 本文由 发表于 2021年11月22日
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