神奇蘑菇药物进化为扰乱昆虫大脑

就此而言,大多数天然娱乐性药物也是如此

加入我们的科学爱好者社区!

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


许多种神奇蘑菇都有一个奇怪之处:它们彼此之间没有关联。

通常,你会期望像裸盖菇素这样复杂而强大的化学物质——神奇的成分——是由一群关系密切的生物产生的,它们的共同祖先曾经发现过它。

但事实并非如此。来自五个不同远亲科的许多蘑菇物种——一种地衣化的——都能产生它。一组美国科学家对此感到好奇,并对它可能存在的原因有所预感


支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。


他们首次通过鉴定产生裸盖菇素的基因(结果发现有五个)并比较在各种神奇蘑菇中发现的版本,来验证他们的预感。果然,这些基因有着相同的起源。裸盖菇素基因簇不知何故通过一种叫做水平基因转移的过程,进入了远亲物种中,在这种过程中,不相关的生物会彼此窃取基因。

尽管蘑菇制造真菌——在真菌世界中被认为是复杂而精密的——很少被发现捐赠或窃取基因,但它们为这些基因开了个例外的事实表明,裸盖菇素是一个非常热门的商品。

但为什么呢?一个更好的问题可能是,确切地说,咖啡树从制造咖啡因中获得了什么好处,或者古柯植物从制造可卡因中获得了什么好处?为什么神奇蘑菇要费尽心思变得神奇?它们并没有从中获得神奇的旅程。

令人惊讶的现实是,大多数天然产生的娱乐性药物——咖啡因、尼古丁、可卡因、吗啡和裸盖菇素进化为,如果不是完全的杀虫剂,那么就是昆虫大脑的扰乱剂。我们的脑子也能愉快地被它们扰乱,这纯粹是巧合,但也说明了一个令人不安的事实,即你的大脑并不像你想象的与蟑螂的大脑有那么大的不同。(当然,你和植物也没有那么大的不同

在人体内,裸盖菇素在摄入后转化为脱磷酸裸盖菇素,它会激活与感觉良好的神经递质血清素相同的受体之一,并产生该药物闻名的狂野效果。顺便说一下,血清素是抗抑郁药血清素再摄取抑制剂(如百忧解)起作用的相同分子。然而,血清素不是人类的专属。所有具有左右对称性的动物——包括昆虫——都会产生血清素,一些植物和真菌也是如此。

植物有明显的动机储存化学武器库:防止自己变成沙拉吧。但蘑菇呢?大多数产生裸盖菇素的蘑菇要么是木材腐烂者,要么是粪便分解者。在这些环境中,它们不仅被昆虫吃掉,而且还与它们争夺食物。白蚁是腐烂原木内部的主要真菌竞争者,但各种其他以木材和粪便为食的昆虫也会与真菌争夺食物。

裸盖菇素可能通过使昆虫,我不知道,也许忘记它们再次进入原木的目的,来帮助真菌倾斜竞争的局面?另一种名为 5HT-2A 的血清素受体拮抗剂导致果蝇Drosophila以某种方式忽略吃它们坐着的水果。

至少有一种使蘑菇有毒的化学物质——毒蕈碱——通常是在产生裸盖菇素的同一蘑菇中产生的,如伞形菇属Inocybe,这表明它有类似的目的。毒蕈碱是神经传递脑化学物质乙酰胆碱的模拟物,它有助于将电脉冲转化为肌肉运动,以及其他作用。尽管没有人知道它对昆虫的确切影响(如果有的话),但当人类以蘑菇形式食用时,它会导致PSL综合征e:出汗、流涎和流泪。然而,最著名的乙酰胆碱模拟物是尼古丁

腐烂蘑菇并不是唯一从事昆虫操纵业务的真菌。已知寄生昆虫的真菌也使用模仿神经递质的化学物质来使它们的受害者僵尸化。像白蚁这样的社会性昆虫可能特别容易受到扰乱大脑的尝试的影响,因为它们的成功取决于社交,而社交通常不是昆虫的强项,也是一项需要微妙脑力的技能。

在寻找产生裸盖菇素的基因的过程中,科学家们取得了另一个相当令人着迷的发现:远亲的木材腐烂真菌的基因含量差异小于腐烂真菌与其在其他栖息地的近亲之间的差异。木材和粪便腐烂真菌之间的共同点可能是它们共同关注于攻击坚韧的植物纤维,如木质素,以及排斥与它们竞争的昆虫。它们的共同环境似乎比共同的祖先更能驱动基因含量,我认为这非常令人震惊。

由于真菌和昆虫在粪便和枯木中进行的化学战,这些结果也表明腐烂蘑菇可能是寻找新的神经活性药物的好地方。在这些场所中的真菌可能是以神经递质为靶点的药物的真正工厂。尽管最初的目的是让昆虫失去控制,但我们不知道它们会对我们产生什么意外的、有价值的——以及有趣的——影响。

© . All rights reserved.