黄蜂如何将蟑螂变成僵尸

经Farrar, Straus and Giroux许可转载。改编自《地球上最致命生物如何掌握生物化学》，作者克里斯蒂·威尔科克斯。版权所有 © 2016 克里斯蒂·威尔科克斯。

我不知道蟑螂是否会做梦，但我想象如果它们做梦，宝石黄蜂会在它们的噩梦中占据重要位置。这些小的、独居的热带黄蜂对我们人类来说没什么好担心的；毕竟，它们不会操纵我们的思想，以便像对待毫无戒心的蟑螂那样，将我们当作愿意的活体食物献给它们的新生儿。这完全是恐怖电影的素材：宝石黄蜂和类似的物种启发了异形系列中破胸而出的恐怖场景。故事很简单，如果说令人毛骨悚然的话：雌性黄蜂控制着她喂给后代的蟑螂的思想，剥夺了它们的恐惧感或逃脱命运的意愿。但与我们在大银幕上看到的不同，将曾经健康的蟑螂变成无脑僵尸的不是某种不治之症的病毒——而是毒液。而且不仅仅是任何毒液：一种特定的毒液，其作用类似于药物，靶向蟑螂的大脑。

大脑，从本质上讲，只是神经元，无论我们谈论的是人类大脑还是昆虫大脑。可能有数百万种毒液化合物可以打开或关闭神经元。因此，一些毒液会靶向受到严密保护的中枢神经系统，包括我们的大脑，这应该不足为奇。有些毒液会跨越生理障碍，从身体周围的远程注射部位，穿过血脑屏障，进入受害者的思想。另一些则直接注射到大脑中，就像宝石黄蜂和它的僵尸蟑螂宿主的情况一样。

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僵尸的制作

宝石黄蜂是神经毒性毒液如何发挥比麻痹更强大作用的美丽而又可怕的例子。黄蜂通常只有其受害者体型的一小部分，它从上方开始攻击，俯冲下来用嘴抓住蟑螂，同时将其“毒刺”——一种称为产卵器的改良产卵身体部位——瞄准身体中部，即胸部，在第一对腿之间。快速的刺扎只需几秒钟，毒液化合物迅速起作用，暂时麻痹蟑螂，以便黄蜂可以更准确地瞄准下一次刺扎。凭借其长长的毒刺，她将改变思想的毒液注入神经节的两个区域，神经节是昆虫大脑的等价物。

黄蜂的毒刺非常适合其受害者，以至于它可以感知自己在蟑螂头罩内的位置，以便将毒液直接注入其大脑的子部分。毒刺能够在其蟑螂头部内四处摸索，依靠机械和化学线索找到穿过神经节鞘（昆虫版本的血脑屏障）的路径，并将毒液精确地注入其需要到达的位置。她瞄准的蟑螂大脑的两个区域对她来说非常重要；科学家们已经人为地从蟑螂身上剪掉了这些区域，以观察黄蜂的反应，当这些区域被移除时，黄蜂会试图找到它们，长时间地将其毒刺嵌入其中，寻找丢失的大脑区域。

然后思想控制就开始了。首先，受害者会梳理自己，真是奇怪；一旦蟑螂的前腿从身体刺痛引起的短暂麻痹中恢复过来，它就会开始一个快速的梳理程序，大约需要半个小时。科学家们已经表明，这种行为是毒液特有的，因为刺穿头部、通常使蟑螂紧张或与黄蜂接触而没有刺痛活动并没有引起同样的卫生冲动。这种突然的清洁需求也可能是由蟑螂大脑中多巴胺的涌入引起的，因此我们认为毒液中的多巴胺样化合物可能是这种洁癖行为的原因。梳理本身是否是毒液的有益特征还是副作用尚有争议。有些人认为，这种行为确保了脆弱的幼蜂获得干净、无真菌和微生物的食物；另一些人则认为，这可能只是在黄蜂准备蟑螂的坟墓时分散蟑螂的注意力。

多巴胺是动物生命广泛领域（从昆虫到人类）的大脑中发现的那些有趣的化学物质之一，其作用在所有这些物种中都至关重要。在我们的头脑中，它是心理“奖励系统”的一部分：多巴胺的涌入是由令人愉快的事物触发的。因为它让我们感觉良好，多巴胺可能很棒，但它也与成瘾行为以及我们从可卡因等非法物质中感受到的“快感”有关。我们不可能知道蟑螂的大脑涌入多巴胺时是否也会感受到昆虫的欣快感——但我更愿意认为它会。（对于即将面临可怕结局的动物来说，如果它没有获得任何快乐，那似乎太可怕了。）

当蟑螂清洁时，黄蜂会离开受害者去寻找合适的位置。她需要一个黑暗的洞穴，在那里她可以留下她的孩子和僵尸蟑螂祭品，找到并准备好合适的地方需要一点时间。当她大约30分钟后返回时，毒液的效果已经显现——蟑螂已经失去了所有逃跑的意愿。原则上，这种状态是暂时的：如果您在幼虫孵化、进食和化蛹之前将中毒的蟑螂与潜在的刺客分开，僵尸化会在一周内消失。不幸的是，对于中毒的蟑螂来说，那时间太长了。在它的大脑有机会恢复正常之前，幼蜂已经吃饱喝足，杀死了它的宿主。

蟑螂的运动能力仍然完好无损，但昆虫似乎只是不倾向于使用它们。因此，毒液不会麻木动物的感觉——它会改变其大脑对感觉的反应方式。科学家们甚至表明，通常会引起逃避行为的刺激，例如触摸蟑螂的翅膀或腿，仍然会向动物的大脑发送信号；它们只是不会引起行为反应。那是因为毒液会使某些神经元变得不那么活跃和反应灵敏，从而导致蟑螂突然缺乏恐惧感，并愿意被活埋和吃掉。这种毒液活性需要靶向 GABA 门控氯离子通道的毒素。

GABA，或 γ-氨基丁酸，是昆虫和人类大脑中最重要的神经递质之一。如果神经元活动是一场派对，那么 GABA 就是一块湿毛巾；它通过激活氯离子通道来抑制神经元被触发的能力。当氯离子通道打开时，它们允许负氯离子流动。由于这些离子喜欢与正离子结合，因此如果这些通道在钠离子通道恰好打开时打开，氯离子可以几乎与钠离子相同的速度穿过膜，从而使钠离子更难启动神经元信号传导的多米诺骨牌效应。即使神经元收到“前进”命令，动作电位也会被阻止。然而，GABA 并非完全抑制剂——氯离子通道无法完全跟上钠离子通道，因此强烈的刺激可以克服抑制作用。黄蜂利用这种迟钝系统来让蟑螂听从她的命令。她的毒液中充满了 GABA 和另外两种也激活相同氯离子受体的化合物：β-丙氨酸和牛磺酸。这些化合物还可以阻止神经元重新摄取 GABA，从而延长其作用。

虽然这些毒液化合物可以切断会使其猎物逃跑的大脑活动，但它们无法自行到达蟑螂大脑的正确部位。这就是为什么黄蜂必须将它们直接注入蟑螂的神经节的原因。幸运的是，对她来说，大自然的一个方便的巧合是，使蟑螂大脑僵尸化的同一种毒液神奇地产生了排列颅骨注射所需的短暂麻痹。GABA、β-丙氨酸和牛磺酸也暂时关闭运动神经元，因此黄蜂只需要一种毒液即可完成两项非常不同的任务。

当她的猎物平静而静止时，黄蜂可以通过折断蟑螂的触角并喝一些甜美、营养丰富的昆虫血液来补充能量。然后，她用剩下的触角作为骑手使用马缰上的缰绳，将她的受害者带到它的最后安息地。一旦进入她的洞穴，她就将一个卵附着在蟑螂的腿上，然后将她的后代和蟑螂密封在里面。

新鲜的食物

似乎精神操纵还不够糟糕，黄蜂的毒液还有最后一个绝招。当蟑螂等待其不可避免的厄运时，毒液会减慢蟑螂的新陈代谢，以确保它活得足够长，以便被吞噬时仍然新鲜。衡量新陈代谢的一种方法是随时间推移消耗多少氧气，因为所有动物（包括我们）都在利用氧气从食物或脂肪储存中产生能量的过程中使用氧气。科学家们发现，被蛰过的蟑螂的氧气消耗量远低于其健康蟑螂朋友的氧气消耗量。他们认为这可能是顺从的受害者运动减少的结果，但即使通过使用药物或切断神经元来诱导麻痹，被蛰过的蟑螂也能活得更久。延长生存期的关键似乎是补水。毒液究竟如何作用以保持蟑螂水分尚不清楚，但这确保了当黄蜂幼虫从卵中孵化出来时，它的食物已准备好食用。不久之后，一只新的黄蜂从洞穴中出现，留下蟑螂的尸体。

宝石黄蜂毒液只是神经毒性毒液走向极端的一个例子。同属黄蜂属中有 130 多个物种，包括新描述的Ampulex dementor（以哈利·波特系列中魔法监狱阿兹卡班的摄魂怪守卫命名）。Ampulex 属于非常庞大且多样化的黄蜂类群，数量至少有数十万种，它们以一些严肃的精神操纵而闻名。所有这些黄蜂都有可怕的生命周期：成年后，它们像其他黄蜂和蜜蜂一样进食，但幼虫时期，它们必须以其他动物为食。它们不太独立，也不太像寄生虫——它们是准寄生虫，或者正如科学家们所称，是寄生性类群。

蟑螂不是它们唯一的攻击目标；还有寄生性黄蜂将卵产在蜘蛛、毛毛虫和蚂蚁体内。温带北半球的黄蜂Agriotypus 会潜入水下，将其卵附着在石蛾幼虫身上，并且可以潜水长达 15 分钟来完成这项任务。勇敢的欧洲和非洲Lasiochalcidia 黄蜂会投身于蚁狮的噩梦般的下颚中，将它们撬开，并将卵插入其喉咙中。甚至还有被称为超寄生性黄蜂的黄蜂，它们会寄生在像它们自己一样的其他黄蜂身上，例如欧洲和亚洲的Lysibia 物种，它们会嗅出被同属寄生性黄蜂Cotesia 寄生的毛毛虫，并将卵产在刚化蛹的黄蜂幼虫中。在某些情况下，多种黄蜂物种相互寄生，导致俄罗斯套娃式的寄生相互作用。

为了确保它们从幼虫到成虫的安全通道，这些黄蜂通常从宿主那里获得的不仅仅是一顿饭。其中一种黄蜂会将其毛毛虫宿主变成不死保镖，它们会保护刚刚吃穿其身体的化蛹幼蜂。另一种物种的幼虫迫使其蜘蛛宿主为其编织一张变形但耐用的网，以在其杀死蜘蛛之前保护其茧。

虽然这个不寻常的科的黄蜂可能已经完善了精神控制的艺术，但还有其他有毒物种的毒素会改变精神状态。甚至还有一些物种的神经毒性化合物可以穿过我们自己的血脑屏障，这是迄今为止没有黄蜂毒液能够实现的壮举。但与蟑螂不同，我们智人对那些扰乱我们思想的物质有着奇怪的亲和力。虽然蟑螂会逃离那些会扭曲它们大脑的东西，但有些人愿意花费高达 500 美元购买一剂毒液来获得类似的体验。