泰国木蚁感染寄生真菌变成僵尸蚁
简介:生活在泰国热带雨林的冠层里的木蚁在感染一种寄生真菌后,行为会大变,似游走的僵尸。现在科学家更好地了解了
生活在泰国热带雨林的冠层里的木蚁在感染一种寄生真菌后,行为会大变,似游走的僵尸。现在科学家更好地了解了这种蚂蚁被感染的方式,以及感染发展的进程。
这种名为Ophiocordyceps的真菌会控制木蚁的神经系统,使其出现怪异行为,帮助这种真菌繁殖后代。在这项最新研究中,科研人员利用显微镜观察了蚂蚁内部受到的影响,并查看了感染的发展进程。该研究组发现,正在生长的真菌会慢慢充满蚂蚁的身体和大脑,导致蚂蚁的肌肉日渐萎缩,肌肉纤维分离。他们发现,从被感染到木蚁完全变成一具“行尸走肉”需要大约3到9天。被感染的蚂蚁最初仍会像正常的时候一样,居住在它们的巢穴里,与其他蚂蚁发生互动,甚至进食。
美国宾夕法尼亚州立大学的昆虫学家大卫·休斯是这项研究的负责人,他说:“我认为它们是嵌合体:部分是蚂蚁,部分是真菌。随着时间推移,真菌部分逐渐增多,最终木蚁的行为不再受自己控制。”该研究还发现,这种真菌喜欢在正午时分杀死它的蚂蚁寄主,不过目前他们还不清楚确切原因。为了查看蚂蚁和真菌的这种互动行为,科学家已经对泰国木蚁进行了多年研究。例如在2009年的论文中,休斯及其同事描述了这种真菌对它的僵尸寄主的“引导”。
正常木蚁很少迷路,而僵尸木蚁会漫无目地的游走,根本找不到回家的路,被感染的蚂蚁会因为肌肉抽搐而从树冠上掉落下来。一旦落到地上,它们就无法重返树冠,只能在深林下层生活,这里比冠层温度更低、更潮湿,而且地面上还覆盖着一层厚厚的树叶,非常适合真菌生长。几天后,真菌操纵蚂蚁紧紧咬住一片树叶。蚂蚁大脑里的真菌细胞不断繁殖,促使蚂蚁用来打开和闭合下颌骨的肌肉纤维分离。再过几天,真菌会以子实体的形式从蚂蚁的头顶长出来,释放出孢子,感染其他从这里路过的蚂蚁。从感染到释放孢子,整个过程需要大约2到3周时间。
休斯表示,真菌什么时候操纵蚂蚁咬树叶,至少周围环境起到部分决定作用。如果林下叶层太干燥,真菌就会再“耐心等待一段时间”。2009年的研究发现的大部分长出真菌的蚂蚁,都是在湿度高达95%、温度在68华氏度到86华氏度(20到30摄氏度)的环境下找到的。最新研究使这个故事变得更加曲折,该研究显示,真菌的致命一击往往发生在正午阳光最强的时候。也许它需要借助阳光进行最后阶段的感染,不过这只是一种猜测。
该研究还指出,这种真菌不会直接攻击木蚁的大脑,而是通过分泌混合物来影响蚂蚁的大脑和神经系统。休斯表示,这种混合物“可能会对运动神经元产生影响,但是目前这只是根据我们看到的现象进行的推测。”研究人员希望这项成果最终会有实际用途,例如可以制出针对特定害虫的生物杀虫剂。多种木蚁喜欢在潮湿的木头里筑巢,这会对建筑物造成很大破坏。
休斯说:“这将是我的科研组最感兴趣的。我们如何利用这一发现控制蚂蚁,以及哪些才是具有破坏性的害虫。”该研究成果发表在5月9日的《BMC生物学》杂志上。
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