真菌使僵尸蚂蚁完成所有工作

一种热带真菌已经适应于感染蚂蚁,并迫使它们以惊人的特异性咬住位置完美的叶子,然后在杀死它们并接管它们的身体


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问题:你是一种真菌,只能在特定的温度、湿度、位置和离地面的距离处茁壮成长,但自己无法完成寻找完美地点的跑腿工作。解决方案:劫持蚂蚁的身体为你工作——然后占据它。

一篇论文即将在《美国博物学家》九月刊上发表,探讨了这种真菌迫使蚂蚁创造其理想家园的惊人准确性。

Ophiocordyceps unilateralis 真菌感染了生活在热带雨林树木中的 Camponotus leonardi 蚂蚁。一旦感染,被孢子控制的蚂蚁将从其正常栖息地爬下来,用作者所称的“死亡之握”咬住一片叶子,然后死亡。但故事并没有就此结束。

作者写道:“死亡之握发生在非常精确的位置。” 在泰国考宗野生动物保护区研究的所有 C. leonardi 蚂蚁都咬在了叶子的背面,98% 落在叶脉上。 大多数蚂蚁:a) 找到了植物的北侧,b) 咬住离地面约 25 厘米的叶子,c) 选择湿度为 94% 至 95% 的环境中的叶子,并且 d) 最终到达温度在 20 至 30 摄氏度之间的位置。 研究人员称这种特异性“非凡”。

换句话说,真菌通过僵尸蚂蚁被运送到其最佳位置。 为了了解这种准确性对真菌有多重要,研究人员在森林的一小片区域内识别出数十只受感染的蚂蚁。 一些蚂蚁被移动到附近的其他高度和位置,另一些则留在它们死亡的地方发芽孢子。

那些留在 O. unilateralis 指示的位置的蚂蚁在几天内长出了正常、健康的菌丝(真菌线),但那些被移动的蚂蚁从未长出。

爱德华·列夫里研究了 寄生虫 宿主的行为变化,但没有参与这项研究,他在一封电子邮件中写道:“我想不出另一个像这个例子这样具体的[适应性行为变化]例子。” “受感染的个体都以‘锁颚’姿势死亡,离地面 25 厘米,主要在树的北侧,这一事实令人惊叹,并表明寄生虫可能需要多种行为,甚至可能是多种操纵性生理机制。”

作者还检查了真菌对 Polyrhachis 属蚂蚁的影响,发现并非所有行为都会延续。“这种寄生虫在另一种蚂蚁物种中的感染会导致一些行为改变,但对寄生虫来说会导致不太理想的行为,这表明这种寄生虫已经进化到可以操纵这种特定的宿主,”宾夕法尼亚州立大学阿尔图纳分校的生物学助理教授列夫里指出。

蚂蚁死亡后,真菌开始在昆虫体内生长菌丝;几天后,菌丝会从外骨骼中伸出——“总是……从头后部的特定点伸出,”由丹麦哥本哈根大学社会进化中心的桑德拉·安德森领导的这项研究的作者写道。 在一周内,真菌已经长到大约是宿主蚂蚁身体长度的两倍,并开始进行有性繁殖。 与此同时,“蚂蚁角质层……通过加强较弱的部分而被改造成保护性外壳”,并且真菌在蚂蚁体内的部分似乎分化成不同的功能,研究人员写道。

当真菌释放孢子时,它会产生作者所描述的“传染性‘杀伤场’”,该杀伤场位于蚂蚁身体下方约一平方米处,可能会感染 C. leonardi 蚂蚁或类似的不幸走到那里的物种。   

听起来很罕见? 实际上,大自然充满了僵尸生物为其聪明的寄生虫宿主做脏活——这种现象被称为适应性寄生虫操纵。 在中美洲,吃鸟粪的蚂蚁最终可能会摄入一种线虫寄生虫,这种寄生虫会在蚂蚁的腹部产卵,使它们变成鲜红色并使其变圆。 颜色和形状的变化使蚂蚁看起来就像当地鸟类喜欢吃的浆果,从而将寄生虫传递给另一只鸟。 还有一种黄蜂(翡翠蟑螂黄蜂,或 Ampulex compressa)用毒液攻击蟑螂,毒液会阻断一种允许昆虫控制自身运动的神经递质。 然后,黄蜂可以自由地引导行走的僵尸蟑螂进入黄蜂的巢穴——让它作为黄蜂幼虫的宿主和食物。  

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