韓越
當我們談論寄生的時候,往往把寄生與貪婪、不勞而獲聯系在一起。如果稱誰是寄生蟲,那就是指他不自食其力,依賴別人過活。這無疑是用寄生生物的特點來進行比擬,因為它們生命歷程中最重要的部分多在寄主體內,它們總是努力在最短的時間內從寄主身上吸取最多的營養,繁殖盡可能多的后代。
不過也許你不會想到,有些寄生生物不僅不勞而獲,還會改變寄主的行為,甚至讓寄主變成傀儡或者“僵尸”,完全聽從自己的命令呢!
鼠膽包天
迎貓而上
我們總是用“老鼠遇見貓”來形容一個人碰見對頭、克星時那種心驚膽戰的樣子,因為貓是老鼠的克星,老鼠看見貓肯定要繞道走。
貓用尿液來標記自己的領地,老鼠一旦聞到貓尿液的氣味,就會變得異常的警惕,生怕自己出現在貓的活動范圍內,丟了性命。
但是當老鼠被一種叫作弓形蟲(Toxoplasma gondii)的寄生蟲感染之后,它就不一定這么謹慎了??茖W家發現,被弓形蟲感染的老鼠,會失去對貓尿液氣味的警惕感,甚至會主動靠近氣味的來源,就像希望貓大人笑納自己這份“小點心”一樣。
弓形蟲既可以感染老鼠,也可以感染貓,但是在老鼠的體內,它們只能從卵發育為幼蟲,只有在貓的體內,弓形蟲才能從幼蟲成長為成蟲,同時產卵。弓形蟲的卵以包囊的形式隨著貓的糞便排出貓體外。
當這些糞便被老鼠誤食的時候,弓形蟲就會進入老鼠的體內,孵化成幼蟲,開始新一輪的生命循環。因此,弓形蟲稱得上是“聰明”的傀儡師,它讓老鼠失去對貓的警惕,操縱老鼠“迎貓而上”,從而增加自己從中間寄主老鼠傳播到最終寄主貓的概率。
潛伏引誘 投水自盡
夏日的夜晚,法國南部的居民在森林里的水塘邊漫步時,或者在自己家后院的游泳池旁休息時,經常能看到蟋蟀從草叢里跑出來,快速地來到水邊,毫不猶豫地跳下去,將自己淹死在水中。
這一行為毫無疑問是違反常理的,因為陸生的蟋蟀是恐懼水的。是什么讓它們不再怕水,甚至如此積極地“投水自盡”呢?答案是蟋蟀體內的寄生蟲。當蟋蟀在水中被淹死后不久,就會有一只長長的成年鐵線蟲(gordian worm)從蟋蟀的身體里出來。鐵線蟲只有在水中才能找到自己的“伴侶”,完成交配,產出下一代的卵。這些卵會被水中其他昆蟲的幼蟲吃掉,從而進入這些幼蟲體內使自己孵化成幼蟲。這些被鐵線蟲感染的幼蟲長為成蟲并飛離這個水體后,會把攜帶的鐵線蟲幼蟲傳染給蟋蟀。鐵線蟲幼蟲在蟋蟀的體內最終發育成成蟲,在合適的機會下,誘導蟋蟀進行新一輪的自殺。
僵尸螞蟻
自尋死路
在巴西和印度尼西亞的熱帶雨林里,生活著很多螞蟻。螞蟻是群居動物,一般情況下,健康的螞蟻個體是不會遠離自己的蟻巢的。但是有時候,有些螞蟻會突然變得像迷信傳說中的僵尸那樣,全身晃動,走路顫顫巍巍的,好像無法控制自己的身體。一段時間后,它們會遠離蟻巢,獨自爬到樹木的頂端,在一個溫度和濕度都適合的地方靜靜死去。沒人知道到底發生了什么,使得螞蟻要這么做。
在螞蟻死去的三四天后,慢慢地,有一個長長的桿狀菌絲體從螞蟻尸體的脖子上生長出來了——幕后兇手終于現形了!這是一種生活在雨林里的真菌,叫作偏側蛇蟲草菌(Ophiocordyceps unilateralis),被它感染的螞蟻會失去原本的意識,就像傀儡師手中的提線木偶一樣,變成被控制的僵尸,離開蟻巢,找到適合真菌生長的地方死去。這時,這種真菌就從螞蟻的尸體中生長出來了。十幾天過后,成熟的真菌會產生很多孢子,借助風的力量,這些處于樹頂的孢子會被傳播到很遠的地方,去感染新的螞蟻。
傀儡毛蟲
死而后已
與螞蟻僵尸類似,毛毛蟲也會遇上大變僵尸的傀儡師。不過,這一次的傀儡師不是真菌,而是一種桿狀病毒。它可以說是毛毛蟲的天敵,對其感染性極高,只要毛毛蟲接觸到就會感染,而且它只會特異性地感染毛毛蟲,對其他昆蟲和生物完全沒有感染性。
一般情況下,毛毛蟲都是不怎么運動的,它們藏匿在植物的葉片下,避免暴露在捕食者的視線之內而有性命之虞。但是一旦被這種桿狀病毒感染,它們的行為就變得異常了:在感染的初期,毛毛蟲會變得特別的活躍,活動面積比平時大很多,這利于將病毒傳播到更遠的地方;在感染后期,毛毛蟲即將死去,這時它已經非常虛弱了,但仍會用生命的最后一絲力氣,爬到植物的頂端。這么做有兩個原因:一是這樣毛毛蟲便暴露在鳥的視線中,有更高的概率被鳥捕食,而病毒在鳥的消化道中不會被分解,因而會隨著鳥的糞便傳播到很遠的地方;二是毛毛蟲的尸體會被病毒液化,停留在植物頂端,這樣更利于借助雨水和風的力量讓新產生的病毒傳播得更遠,從而去感染新的寄主。
傀儡師
的秘密
從這些寄生傀儡師的手段來看,它們雖然采用了不同的策略,但都改變了自己的寄主的行為,其目的是相同的——為了更好地完成自己的生命周期,增加子代對新的寄主的傳播概率。它們把寄主當作傀儡來操縱的絕技令人毛骨悚然,讓人想起《異形》等電影里的恐怖場景。那么這種操控是如何實現的呢?
隨著研究的深入,科學家越來越驚嘆于這些寄生生物的“智慧”:它們有的會直接入侵寄主的大腦和中樞神經系統,控制實施相應行為的腦部組織來操縱寄主;有的會分泌一些大分子物質,進入寄主的大腦,改變寄主大腦中的代謝,最終實現操縱。
比如感染老鼠的弓形蟲,它們會進入老鼠的大腦,并在里面繁殖,活動范圍分布在大腦中和嗅覺相關的區域。因為老鼠的嗅覺改變了,老鼠就會失去對貓尿液氣味的警惕,從而導致了“鼠膽包天,迎貓而上”這樣的奇景發生。
鐵線蟲雖不會進入蟋蟀的大腦,卻會分泌一種“Wnt蛋白”,來影響蟋蟀大腦的生長以及大腦中神經遞質的合成與分泌,間接地操縱蟋蟀的行為,讓它們“投水自盡”。
結 語
你可能會覺得,上面提到的寄生行為只是自然界中少見的特別現象,其實不然,它們只不過是冰山一角。首先,寄生生物的數量遠遠超過我們的想象。據估算,所有動物中有一半左右是營寄生的。美國科學家在加利福尼亞州的一個河口進行采樣分析,僅僅在這個河口發現的寄生蟲的總重量就達該區域鳥類的10~20倍之多。其次,寄生生物操縱寄主“求死”的行為在自然界的食物鏈中十分重要,如日本科學家佐藤拓也在一次野外考察中發現,在一條溪流附近,魚類60%的食物都來自于被鐵線蟲操縱而溺水死亡的昆蟲。另外,寄生生物還可以改變寄主的其他行為,涵蓋其生命歷程的方方面面,從求偶、覓食到防御行為,幾乎沒有寄生生物不能操縱的。
你也許會想到,既然有這么多寄生生物,它們又用形形色色的方式操縱著寄主的行為,豈不是會影響寄主的生存,對寄主的進化很不利?
這倒不用擔心,因為在漫長的進化過程中,各種寄生生物和寄主早已達成了巧妙的平衡,而且,并不是所有被感染的寄主都會被操縱。
一方面,寄主強大的免疫系統在大多數情況下都會作出強有力的反擊,將寄生生物趕出自己的身體;另一方面,對寄主行為的操縱,并非寄生生物單方面就能完成,很多環境因素也會產生影響,比如環境的溫度、宿主的數量、光照條件等。寄生生物與寄主互相對抗,這些沒有硝煙的戰爭在自然界中每天上演。
如果某一天你看到一只正在靠近貓的老鼠,或者爬到植物頂端的螞蟻,那你或許正在見證一場寄生傀儡師的精彩演出。