在 20 世纪 80 年代,科学家们发现平菇是食肉动物。由此得出的美味且不可避免的推论是,它们是唯一可以吃肉的纯素食物。
所说的肉也绝对是肉。线虫,也称为蛔虫,是微小的动物,它们拥有完整的内脏、神经、肌肉以及它们自己原始形式的希望和梦想。平菇在接触后几分钟内就会毒害并麻痹线虫,将它们的菌丝注入尸体,溶解内容物并吸收浆液。
不为人所知的是这种真菌毒素是如何起作用的,或者它的威力有多大。一个台湾科学家团队试图回答这些问题,他们在美国国家科学院院刊上发表了他们去年三月的研究结果。他们发现,这种真菌的目标是蠕虫的一个至关重要的部分,以至于进化分离超过 2.8 亿年的线虫物种同样易感。
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但在继续之前,重要的是要强调,平菇远非唯一具有这种饮食习惯的真菌,这可能是因为线虫是土壤中最丰富的动物。这些小蠕虫非常普遍,以至于如果除了线虫之外的整个星球都被溶解,一个隐约可见的地球形状的线虫外壳将漂浮在太空中。
因此,这种优质蛋白质的过剩可能引发了真菌的爆发式进化,这也许并不令人惊讶。即便如此,真菌应对挑战所使用的装置的纯粹狡猾的独创性、多样性和丰富性也令人感到毛骨悚然,同时又令人敬畏。
例如,一类被称为卵菌的类真菌生物中的少数物种会派出嗅探线虫的猎细胞来追捕蠕虫,一些被称为壶菌的真菌(产生导致两栖动物大量死亡的病原体的同一类群)也是如此。它们就像《黑客帝国》里的东西,只是以游泳的真菌形式出现。一旦捕获到目标,它们就会在蠕虫的嘴或肛门附近“包囊”,然后将自己注入蠕虫体内并攻击其内部器官。
腐霉菌属的第二组卵菌会制造具有感染性的“鱼叉细胞”。这些追逐猎物的加压线虫枪被编程为将自己粘在表面上,枪管向上指。当线虫偶然撞到它时,一条脆弱线会断裂,部署一个鱼叉,注入足够的腐霉菌孢子以密封蠕虫的死亡。虽然类似的装置在水母和珊瑚的刺细胞中很常见,但这似乎是几乎相同设备的完全独立的发明。
一些真菌产生设有陷阱的糖果。这些孢子具有各种刺激性的形状,如镰刀、细高跟鞋或——不开玩笑——小鸡形状的棉花糖小鸡,所有这些形状似乎都旨在像餐馆食客喉咙里的鱼刺一样卡在线虫的食道中。它们一定很美味,因为线虫还是会吞下它们。一旦舒适地安顿下来,它们就会通过刺穿蠕虫的肠道来发芽,然后杀死并吃掉它。
其他真菌进化出了粘性的分支、球状体或网,上面涂有线虫超级胶水。蠕虫显然可以尝到这种胶水的味道,并且可能会剧烈地后退,这种反射有时肯定会拯救它们。另一方面,它一定在大多数时候都有效,因为至少有 40 种真菌产生这种网。
然后是死亡项圈,致命的珠宝,毫无戒心的蠕虫游过它们,脱落,并在四处游荡一段时间后炫耀它们——这更好地分散了真菌——之后,环不可避免地将自己注入线虫体内,嗯……你知道剩下的事情了。
这种主题的一个变体是充气箍陷阱。至少有 12 种不同的真菌物种制造出收缩陷阱,这些陷阱会在十分之一秒内像致命的救生圈一样膨胀。真菌的挤压是致命的。
这些是物理陷阱,但化学物质也可以完成这项工作。
仅从外观上看,奶油色的贝壳状平菇并非您会怀疑是食肉性的真菌,但对其饮食的仔细研究确实表明存在这种需求。正如每个狩猎或栽培过平菇的人都知道的那样,它们是腐木菌,是最先啃食枯树的生物之一。正如任何尝试过吃木头的人都知道的那样,木头的蛋白质含量非常低。
当饥饿时,生活在木头内部的平菇菌丝会产生毒液滴。在线虫的鼻子碰到它们几分钟后,蠕虫的蠕动减慢并停止。
在本研究中,该团队测试的所有 15 种平菇真菌都具有这种能力。然后他们选择了 17 种线虫来观察是否有任何线虫可以抵抗这种毒素。没有一种可以。科学家们得出结论,麻痹机制在估计在 2.8 亿至 4.3 亿年前分化的线虫谱系中得到了进化上的保守。
科学家们怀疑钙可能在该毒素的作用中发挥作用。动物肌肉包含大量的钙储存库。当神经告诉肌肉移动时,钙会被释放并刺激收缩。当神经告诉它们停止时,泵会重新填充钙储存库,肌肉就会放松。
为了研究真菌是如何做到这一点的,科学家们创造了具有可见钙的蠕虫,并发现离子涌入了中毒蠕虫的咽部和头部肌肉——并停留在那里。很快,神经元和肌肉细胞大量死亡。
因此,真菌毒素可能不可逆转地打开钙门和/或堵塞重新储存钙的钙泵。由于无法将钙放回原位,蠕虫最终会陷入导致死亡的尸僵状态。
接下来,通过随机突变线虫并寻找抗毒素个体,然后对突变体的基因进行测序以查看哪些基因被破坏,科学家们推断,只有当蠕虫产生完整的称为纤毛的感觉毛时,真菌毒素才能发挥作用。
这大约 60 根有活力的触角从蛔虫的躯干伸出,用于嗅觉、味觉、触觉、测量温度以及感知周围环境。由于无法产生功能性纤毛(使其对平菇毒素免疫)的蠕虫也无法感知周围环境(使其失明),科学家们推断,可以逃脱平菇的突变体无法在野外生存。
进一步的测试表明,平菇毒素的机制与所有当前的杀线虫剂的机制都不同。线虫是植物、牲畜和人类的重要寄生虫,并且对杀线虫剂的抗药性正在增强。一种如此完全未知、广泛有效且看似具有抗药性的潜在药物绝对引人入胜。
它甚至不是唯一的。还记得那些制造粘性网的真菌吗?它们中的一些——并且它们与平菇完全无关——也会使线虫在一小时内陷入昏迷。
这是一篇观点和分析文章。