究竟什么是食脑“变形虫”福氏耐格里虫?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。


福氏耐格里虫原生生物的包囊、滋养体(“变形虫”)和鞭毛体形态。图片来源:CDC。

本周新闻报道(参见此处此处此处)称,食脑变形虫福氏耐格里虫今年夏天已经导致三人死亡,这与往年情况类似。但问题是,耐格里虫并非真正的变形虫。

那么,如果它们不是变形虫,为什么还要称它们为变形虫呢?这些生物——像真正的变形虫一样,是被称为原生生物的微生物——确实会在包囊、鞭毛体(游泳)形态和变形虫样(块状、爬行)形态之间交替,后者更恰当地称为“滋养体”。当环境良好时,这些滋养体会爬过泥土寻找细菌食用。当环境恶劣时,它们会长出尾巴,像制导导弹一样游走,寻找更适宜的栖息地。这些形态中的任何一种都可能极少、意外地感染人类,通常是在美国南部夏季温暖的浅水中。当环境 *非常* 恶劣时,它们会形成包囊。点击此处查看 CDC 提供的关于其生命周期的图示(在左侧)。但滋养体形态只是表面上类似于变形虫;它们的 DNA 告诉我们,它们实际上非常不同。


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事实证明,耐格里虫只是真变形虫类(Amoebozoa)的远亲,真变形虫类通常缺乏鞭毛。事实上,真正的变形虫似乎与真菌和动物的关系比与包含耐格里虫的杂叶纲(Heterolobosea)的关系更密切。反过来,耐格里虫似乎与眼虫(高中和大学生物实验室中的鞭毛(带尾)光合作用单细胞生物)和锥虫(昏睡病和查加斯病的病原生物)的关系更为密切。查看此真核生物(有核生物——除细菌和古菌以外的所有生物)的族谱,了解真变形虫类和杂叶纲,即可明白我的意思。

杂叶纲很难用一句话定义,因为它们已经进化成如此多的生态位。告诉我们它们有关联的是它们的 DNA。但总的来说,包含耐格里虫的纲由在变形虫形态和游泳形态之间交替的生物组成,并且像眼虫动物门一样,在它们产生能量的线粒体中具有“盘状”嵴或褶皱。相比之下,我相信,大多数动物都具有片状或层状嵴。盘状与层状究竟有何不同,我尚未能够发现。更随机的是,杂叶纲还包括一组与大多数人(如果他们曾想到过粘菌)认为的那些大型华丽的粘菌完全无关的柄状粘菌

杂叶纲所属的拟议界—— Excavata——更加复杂,尽管人们可能会再次说,它们几乎完全是原生生物,要么没有线粒体或线粒体异常,要么具有两个或多个鞭毛用于游泳,并且具有特征性的底部进食沟,该进食沟由称为微管的纤维支撑。

确实有感染人类的真变形虫。人们会想到溶组织内阿米巴,它是更为普遍的疾病——阿米巴痢疾的病因,阿米巴痢疾在全球感染了约5000 万人。另一方面,耐格里虫不是人类的寄生虫;它们更喜欢细菌,不会主动寻找人类。只有当我们游入它们的栖息地,碰巧鼻子先碰到它们时,它们才会感染我们。饥饿且远离家园的它们会爬入我们的大脑并开始疯狂地吞噬,95% 的情况下会杀死不幸的宿主。

但由于其意外性质,耐格里虫感染在美国非常罕见——可能每年发生 2-3 次——特别是与那些在水中主动寻找我们的生物相比。正如《洛杉矶时报》的一篇博文指出的那样

根据疾病控制与预防中心的数据,最常见的休闲用水疾病 (RWI) 是腹泻,腹泻可能由隐孢子虫、贾第鞭毛虫、志贺氏菌、诺如病毒和大肠杆菌等细菌引起。这些细菌可以通过附着在人体上的微量粪便物质引入水中。该机构报告称

游泳者与每个进入泳池的人共享水源——以及水中的细菌。平均而言,人们的臀部附着约 0.14 克粪便,冲洗掉后会污染休闲用水。此外,当有人患有腹泻时,他们的粪便可能含有数百万个细菌。这意味着仅仅一个腹泻患者就很容易污染大型游泳池或水上乐园中的水。

我认为我本可以一生都不知道泳池中每个人的臀部都含有 0.14 克粪便。这无疑让坐浴盆很难推销。仅仅这个事实就应该比一个小小的、迷路的、饥饿的原生生物可能以某种方式进入您大脑的可能性 *更* 令人恐惧,无论它一旦到达那里多么渴望食物。如果您仍然担心,总是有鼻夹

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