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一只蜘蛛,看似被附身,正在织一张不寻常的网——就在黄蜂幼虫在其腹部筑巢,吸食蜘蛛垂死身体中最后的滋养汁液,并在怪异的网中结茧之前。
一条蠕虫进入了一只害羞、喜阴的蜗牛的大脑,迫使它爬出安全的家,进入开阔地,在那里它被一只鸟袭击——这只鸟注定要成为寄生虫的下一个宿主。
像这样令人毛骨悚然的故事在整个动物王国中都在发生,而不仅仅是在万圣节或满月之下。 一些生物已经将进化优势提升到一个全新的水平,通过阴险地——并且仍然非常神秘地——改变另一种动物的行为,使其违背自己的意愿,从而获得成功。
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尽管不是最严格的科幻定义中的“僵尸”,但这些被俘虏的生物仍然表现得好像被来自外部的力量附身一样。 然而,这种力量通常是从内部控制它们,使不幸的宿主做出致命的事情。
以受到惊吓的蜘蛛(Plesiometa argyra)为例,一种寄生蜂(Hymenoepimecis argyraphaga)将卵产在蜘蛛的腹部。 就在幼虫出现之前,宿主织出一种奇怪的新型网——看起来完全不像它通常的宽网。 然而,这个丝绸平台非常适合支撑脆弱的幼蜂幼虫的茧,这些幼虫一直在以蜘蛛的内脏为食生长。
操控蜗牛的扁形虫(Leucochloridium paradoxum)在蜗牛体内生长繁殖。 一旦准备好转移到下一个宿主,蠕虫就会向上推入蜗牛的触角,使它们肿胀和蠕动,模仿鸟类喜欢吃的虫子的动作。 当蜗牛盲目地爬向阳光下时,一只路过的鸟很可能会猛扑下来,抓住一两条美味的触角。 这顿感染了蠕虫的食物随后会感染鸟类,鸟类通过可疑的粪便将其传播给其他蜗牛。
这些寄生虫命令其宿主的机制在很大程度上仍然是未解之谜。
哈佛大学的研究员大卫·休斯说:“我们不知道它是如何运作的,但显然是某种化学物质。 “它正在利用一种已有的行为。” 作为其正常 routine 的一部分,蜗牛爬上茎秆,蜘蛛织网,但寄生虫已经设法利用这些特殊的行为并将它们塑造成对自身有利的——通常会导致宿主死亡。
宾夕法尼亚州立大学阿尔图纳分校的生物学副教授爱德华·莱夫里补充说:“通常,你会看到宿主在其生命中的某个时刻会做出的行为。 “这只是发生在对宿主不利的奇怪的、非优势的时间,但对寄生虫有利。”
令人毛骨悚然的控制
已经观察到如此多非常不同且非常奇异的寄生虫控制行为改变的例子,以至于研究人员拥有丰富的实例可供研究。 但仅仅记录这些寄生虫已经不够了。 休斯说:“我们必须超越描述行为。 “现在人们正在尝试研究寄生虫如何改变行为。”
然而,事实证明,弄清楚这个谜题非常困难。 法国蒙彼利埃传染病遗传与进化研究小组和蒙特利尔大学生物系的科学家弗雷德里克·托马斯说:“被改造的生物比我们之前认为的更复杂。”
随着技术的进步,这个怪异领域的研究人员已经能够开始对其中一些寄生虫和宿主的基因组进行测序和解析蛋白质,以解开行为改变发生的位置。 莱夫里说:“至少在某些情况下,其中一些寄生虫会产生神经递质或激素,这些神经递质或激素会模仿宿主激素。”
然而,并非所有寄生虫都是传统的“夺身者”。
托马斯说:“你可以很容易理解,当寄生虫在体内时,它可以控制行为。” 但是,当它们在技术上不寄生宿主时,它们如何设法支配宿主的行为呢? 他补充说:“对我来说,这就像魔法一样。”
异常织网的P. argyra在一定程度上证明了这一点,寄生蜂卵产在蜘蛛体外。 在另一个奇异的外部控制例子中,另一种黄蜂(Ampulex compressa)能够控制蟑螂——通过注射到蟑螂的大脑中——并迫使蟑螂进入其巢穴,成为黄蜂幼虫的食物和庇护所。
人类会是下一个吗?
即使是人类也可能无法完全免疫这种操纵。 我们当今的许多行为似乎都符合其他物种的利益,例如搭便车的入侵物种和乘坐飞机的病毒,它们在几个小时内就能跨越大陆。 但是我们也会被内部操纵吗?
在某种程度上,是的。 也许最熟悉的例子是狂犬病,它会导致人类宿主——像其他哺乳动物一样——过度流口水,从而传播致命的病毒。 根据2005 年的PLoS ONE论文,研究人员甚至表明,感染疟疾的人对蚊子更具吸引力,蚊子会将感染的血液传播给另一个宿主。
这种有害的寄生现象确实在各个界别中广泛存在。 埃克塞特的休斯说:“我们知道它已经进化了好几次。” 所以,他想知道:“这是解决同一问题的不同方案吗?”
为了理解这些神秘的行为是如何运作以及它们是如何出现的,研究人员还在寻求进化生态学的帮助。 他们正在较小的范围内检查这些行为。 例如,如果两个幼虫正在受控宿主上生长,例如P. argyra圆网蜘蛛,那么当一个幼虫成熟而另一个幼虫尚未准备好出现时,蜘蛛的行为会发生什么变化?
一些宿主已经进化出应对频繁寄生现象的方法。 托马斯指出,例如,一种经常被寄生虫过早杀死的甲虫已经通过增加性活动和产生更多后代来适应。
但令人不寒而栗的问题仍然存在:虫子如何控制其他虫子? 在一些更极端的例子中,休斯思考道:“一个界的成员如何改变另一个界的行为?” 在科学家找到答案之前,这肯定都是令人毛骨悚然的行动。