蛙类杀手真菌在微小捕食者中遇到了对手

本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。

一头驴子正在运送比利牛斯山湖水，水中富含寻找真菌的微生物捕食者。图片由Dirk Schmeller提供；经许可使用。

正如我在去年12月《大众科学》的一篇专题报道中指出的那样，最近一些真菌表现得很糟糕，它们兴致勃勃地攻击蝙蝠、植物、两栖动物、爬行动物和人类，导致许多物种灭绝，另一些物种濒临灭绝。这一切都非常令人沮丧。但是今天在《大众科学》在线版上，我报道了一些好消息：在对抗至少一种肆虐真菌的努力中，我们可能有盟友了。微小的、武装的、饥饿的盟友。

Dirk Schmeller、Adeline Loyau、Frank Pasmans、Mark Blooi及其同事发现，至少在法国和西班牙之间的比利牛斯山脉的高山湖泊中，微小的捕食性微生物可以有效地控制致病真菌Batrachochytrium dendrobatidis，即Bd。它们这样做是因为这种真菌在湖泊中有外观和行为相似的亲戚，而这些真菌构成了这些微生物日常饮食的天然组成部分。这些本土的微观真菌以碎屑为食，而不是青蛙。但对于微型捕食者来说，Bd的孢子看起来就像它们平常的早餐，而且显然同样美味。

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您可以在我的《大众科学》新闻报道中阅读更多关于这些发现及其对控制疫情的影响的信息。

微生物捕食者本身（以及它们吃的真菌）非常有趣，但我在文章中没有足够的空间来尽可能详细地描述它们。因此，我想在这里分享更多关于它们的信息。

Bd是一种壶菌（ki'-trid），这是一类通常很小且相对简单的真菌。它们在环境中很常见，以碎屑、动物、植物、藻类、原生生物或其他真菌为食；有些物种专门寄生——并将几乎整个身体塞进——单粒松树花粉中。

虽然它们像其他真菌一样通过管状丝状体生长和进食，但它们往往很小且呈水状。这是因为它们的无性孢子在真菌中做了一些独特的事情：它们有尾巴并且会游泳。如果您不了解情况，您可能会将它们误认为是精子。由于大多数壶菌是水生的，因此它们的孢子由螺旋桨驱动是有道理的。

在青蛙体内，壶菌在池塘中游动，直到找到可能的受害者，然后定居下来并将丝状体伸入宿主的皮肤。成熟后，它们会在宿主皮肤中长出一个球形孢子囊，成熟时会释放出自己的游泳孢子。

我找不到关于B. dendrobatidis这样做的清晰视频，但这是一个名为Rhizophydium gramanis的壶菌——小麦根部的寄生虫——从其圆形孢子囊中释放出游泳孢子的视频。大约在 :33 秒时，您实际上可以看到它们大量涌出。

所以这就是我们的致病生物。事实证明，有很多生物在追捕它。尽管Schmeller等人测试的微生物的摄食策略既包括主动捕食也包括被动过滤，但最有效的Bd杀手是捕食者。其中最重要的是一种名为轮虫的微小动物和几种单细胞原生生物Paramecium，尽管他们测试的几乎每种微生物都表现出相当大的孢子吞噬能力。

图3，来自Schmeller等人，2014年。点击图片查看来源。

正如您所看到的，可怜的喇叭虫Stentor（一种滤食性、喇叭状的原生生物）非常不擅长捕捉它们，以至于实际上导致Bd孢子增加。该团队从他们采样的含有Bd的山区湖泊中实际分离出的两个物种被标记为“比利牛斯山脉”。

轮虫通常不到一毫米长，但却拥有完整的胃、胃腺、膀胱、咬合颚和眼点。它们拥有一圈纤毛，纤毛的跳动既可以推进动物，也可以吸入猎物。有些轮虫是陷阱捕食者，它们在漏斗或其他陷阱中捕捉猎物；有一种轮虫用颚抓住其他原生生物，钻穿它们的壳，然后像蜘蛛一样吸出美味。这是一个与研究中轮虫相关的短视频。请注意左侧的小夹尾，一些轮虫可以用它来抓住物体。

Paramecium物种通常看起来像毛茸茸的拖鞋（它们的身体覆盖着称为纤毛的推进尾，纤毛使它们所属的群体——纤毛虫——得名），它们可以捕捉并吞下整个猎物。许多其他纤毛虫是捕食性的；有些纤毛虫带有称为伸缩丝的细丝，它们可以在吞噬猎物之前抓住并麻痹猎物。这里有一些Paramecia在相衬显微镜下嬉戏的视频，这使它们的微小内部细胞器显示得更好。注意观察它们表面纤毛的跳动和独特的口沟。警告：此视频包含声音。

为了测试单个种类的轮虫和Paramecium处理游泳Bd孢子的能力，研究小组将它们与蝌蚪和Bd孢子一起饲养。轮虫的存在导致没有一只蝌蚪感染Bd，而与对照组相比，与Paramecium室友同住的蝌蚪感染Bd的可能性要小得多。

但为了绝对确定捕食者正在消耗Bd孢子，还剩下一件事要做。当科学家将两种Paramecium物种放入装有人工发光Bd孢子的容器中时，这就是令人欣喜的结果。

看起来像是光顾了Bd自助餐的两种草履虫。左图是正常光照下的两个个体，右图是荧光下的相同生物。C+D 尾草履虫。E+F 金草履虫。图S4，来自Schmeller等人，2014年。点击图片查看来源。

那么，如果微型捕食者如此擅长杀死Bd，为什么它会在世界各地的一些湖泊和池塘中失控呢？要了解更多关于这个问题以及在对抗全球壶菌病灾害中可能使用这些微型捕食者的信息，请访问我的文章。

参考文献

Schmeller D.、Blooi M.、Martel A.、Garner T.J.、Fisher M.、Azemar F.、Clare F.、Leclerc C.、Jäger L.和 Guevara-Nieto M.和 (2014)。《微观水生捕食者强烈影响全球新出现病原体的感染动态》，《当代生物学》，24 (2) 176-180。DOI：10.1016/j.cub.2013.11.032