真菌趣談

真菌寄生，螞蟻變“僵尸”

在巴西的熱帶叢林，如果你能找到離地面剛好25厘米的一片葉子，你就可能會在葉子背面發現一只外出覓食的木匠蟻——它的下顎緊緊鎖住葉片中央最粗的那根脈絡，但它早已死去，而兇手是可怕的偏側蛇蟲草菌——一種能操控宿主的寄生真菌。

偏側蛇蟲草菌通過寄生螞蟻完成繁殖。

木匠蟻一般生活在樹冠上層，平時只有覓食的工蟻會外出。當它們在林地上爬行時，身體可能會沾上偏側蛇蟲草菌的孢子。孢子釋放酶來破壞木匠蟻的外骨骼，從而進入木匠蟻體內。當環境條件合適時，孢子萌發并生長，不但消耗木匠蟻身體內的養分，還影響木匠蟻的行為。

感染孢子兩天后，木匠蟻會獨自離開位于樹冠的蟻巢。它在爬行過程中全身抽搐，很容易從樹干、樹枝上跌落到地面。接下來，它們會爬到一個溫度和濕度非常適合偏側蛇蟲草菌生存的高度——一般是離地面25厘米的小草葉片上，并用下顎緊緊咬住中央葉脈，一直吊在葉片上，直到死去。木匠蟻死后，下顎肌肉會迅速萎縮，下顎隨之嵌入葉脈更深處，這樣一來木匠蟻更難以掉落。

偏側蛇蟲草菌絲會長成一根長長的菌桿，刺破木匠蟻的頭，伸到外部，并長成一個球狀囊。球狀囊會朝自己下方釋放新的孢子，并在林地上逐漸形成一個面積約為1平方米的感染區。經過這片區域的其他螞蟻一旦沾上這些散落的孢子，就會成為真菌的新宿主。

真菌如何操控螞蟻？

偏側蛇蟲草菌是如何控制螞蟻的？為了解答這個問題，科學家決定借助計算機模型。他們把受感染的螞蟻切成許多每個僅厚50納米（僅相當于人類頭發絲直徑的1/1000）的切片，用計算機掃描，建立感染蟻的三維模型，并在模型中標注哪些是螞蟻組織，哪些是真菌組織。

真菌菌絲直接控制螞蟻肌肉。

被真菌寄生的蛇。

三維模型揭開了大部分謎團：偏側蛇蟲草菌孢子在進入螞蟻身體后先是各自行動，移動到感染蟻的胸、腹和足;然后，孢子長出短管，通過短管彼此連接在一起，并通過短管交換信息和養分，形成幾乎遍布螞蟻全身的真菌網絡;此時螞蟻幾乎只有外骨骼是自己的，內部已經成為真菌的世界。

奇怪的是，偏側蛇蟲草菌只包圍螞蟻的大腦外側，沒有進一步侵占大腦?？茖W家猜測，這可能是真菌為了讓螞蟻能夠活著爬到真菌想去的地方。偏側蛇蟲草菌會破壞螞蟻控制肌肉的神經元，切斷螞蟻大腦和肌肉的聯系，同時通過釋放特殊物質，直接控制肌肉收縮和舒張。這便是這種真菌控制螞蟻的原理。

還有一些真菌甚至能改變蛇的行為。2019年，美國加州某地居民在當地公路邊發現一條很怪異的加州王蛇，其鱗片嚴重變形，眼球白濁，頭部腫脹，身軀消瘦。它在被送到野生動物救助站后不久死去?？茖W家通過解剖發現，這條蛇被一種真菌感染。這種真菌生活在土壤中，可以通過蛇身上的傷口感染蛇。被感染的蛇會表現出異常行為，例如平時喜歡躲藏的蛇竟然長時間待在空曠地區，還會主動前往溫度不適宜自己生存而是適宜真菌繁殖的區域。科學家猜測，這些異常行為表明蛇正在受真菌操控。

真菌和植物的攻防戰

野外植物時刻承受著來自真菌和細菌等微生物的進攻。以真菌為例，它們的孢子會隨空氣附著在葉片上。葉片表面有幫助植物吸收二氧化碳、排出氧氣和水的氣孔。有時，真菌孢子能夠通過氣孔侵入植物內部，從植物內部萌發并吸取植物的營養。

但植物有一套專門針對真菌的防御策略。真菌的細胞壁中含有幾丁質（一種多糖），而植物細胞壁中沒有。位于植物氣孔兩側的保衛細胞可以改變氣孔的張開程度，也可以將氣孔完全關閉。在真菌攻擊植物時，植物體內的幾丁質酶會將真菌細胞中的幾丁質拆解為分子鏈更短的幾丁質寡糖。植物中的保衛細胞一旦探測到幾丁質寡糖，就會關閉氣孔，阻止真菌孢子進入。

真菌入侵植物細胞。

但真菌孢子并不會乖乖撤退，而是會釋放幾丁質脫乙酰酶。在這種酶的作用下，幾丁質寡糖搖身一變成了殼寡糖。殼寡糖不會引發植物保衛細胞關閉氣孔，真菌因此也就能繼續侵入植物細胞。

真菌也會感染人

真菌也會感染人，腳氣、頭皮屑和灰指甲是最常見的真菌感染疾病，全世界約有17億人受這些疾病影響。真菌也會入侵口腔等有黏膜組織的器官。一些孩子口腔中的白色鵝口瘡，就是一種名為念珠菌的真菌感染造成的。