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
这篇文章是名为“奇妙事物”的系列文章的最新一篇。
科学界已知的最复杂的真菌细胞属于一种名为奇异哈普托格洛萨菌的寄生虫，它于 1979 年 10 月 7 日首次在多伦多郊区热带温室的土壤中被诱入 轮虫 诱饵陷阱。 在那个陷阱里，躺着一个如此复杂和精细调整的细胞，它让 水母刺细胞 也相形见绌。
普通的土壤对于像 线虫 ——小圆虫——和 蛭形轮虫 ——具有双重波状纤毛冠和咬合颚的微小动物——等小型动物来说，是一个名副其实的酷刑室。 多种死法包括粘性陷阱和孢子、其他线虫的刺伤和吸血，以及突然膨胀和绞杀的真菌套索。 但还有另一种狡猾的方法。 因为土壤中可能布满了鱼叉式加农炮，准备在受到轻微推动时发射。 就像这个一样
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不要说人类是地球上唯一设计出优雅、可怕的火炮的人。 因为等待着啃食这门炮的线虫和轮虫的命运并不愉快。 它们将被刺伤、注射，然后被一个或多个肿瘤状细胞团从内部活活吃掉，然后寄生虫会萌生出穿透宿主皮肤并像垂死星际巡洋舰的逃生舱一样喷射出双尾游泳孢子的管道。 被哈普托格洛萨菌射中绝对是倒霉的一天。
首先，我应该澄清一下，虽然制造这种炮的生物是真菌，但它不是真正的 真菌。 它是一种 卵菌，它的外观和行为很像真菌，就像鲸鱼的外观和行为很像鱼。 引起爱尔兰马铃薯饥荒的病原体——致病疫霉——也是一种卵菌。 卵菌——也称为水霉——在最初被发现时被误认为是真菌，但对其解剖结构、生物化学和 DNA 的线索最终揭示了它们是真菌的远亲。 但是，带有小写 f 的真菌有时可以用来描述看起来和行为都像真正真菌的生物的形式群，这就是我在这里称之为真菌的意义。
哈普托格洛萨菌的炮与希腊人和罗马人的机械动力弹射器、投石机和弩炮更相似，而不是使用火药的现代枪支。 它依靠物理学而非化学原理来提供动力。 这门炮由厚厚的胶水 (14) 固定，胶水以低角度支撑并在发射期间固定武器。 在炮筒底部是一个巨大的水液泡——本质上是一个装满水的密封大球囊。 它和细胞的其余部分都由细胞保持在高压下。 乔治·巴伦关于哈普托格洛萨菌如何发射的假设认为，炮筒的炮口处存在一个内置的物理弱线（有点像冷藏饼干面团管中的内置弱线，当你用勺子背按压接缝时会爆开）。
炮的炮口通向一个装有鱼叉的炮膛，鱼叉带有层压倒钩 (6)。 这些层之间有空隙，使其在炮膛内可压缩。 然而，一旦发射，倒钩会向前弹起，防止鱼叉从挣扎的目标中滑出。 鱼叉的目的是刺穿动物宿主的皮肤。 但仅靠鱼叉是相对无害的。 这门炮的致命工作是由紧随其后的东西完成的。
当动物碰到尖端时，它会在炮口附近的这条弱线处以某种方式断裂，并释放细胞质上的压力。 液泡中的压力仍然很高，突然的压力差弹射出鱼叉、炮膛以及与炮膛底部相连的长而弯曲的管子（8、9 和 10）。
管子的末端是封闭的，因此它的喷射有点像通过向手套中吹气将橡胶手套的反向手指翻转过来。 随着整个系统外翻，细胞质与预先存储的细胞壁和细胞膜成分一起涌入外翻的管子。 它沿着鱼叉进入动物体内，一旦进入体内，尖端会立即在预先存储的构建材料的帮助下膨胀成“小孢子”（上方带有虚线的灰色细胞）。 整个过程只需约 1/10 秒。
以下是真正发射过的但未击中目标的炮的样子
如果炮发射成功，小孢子将最终进入轮虫或线虫体内，但仍附着在外部的炮上。 当动物挣扎着摆脱刺穿它的细胞时，小孢子通常会从炮细胞上脱落，动物会滑走，毫不知情。
真菌学家乔治·巴伦首次描述了这个物种，他生动地描述了他通过显微镜观察到的哈普托格洛萨菌攻击
当轮虫靠近细胞时，细胞的基部保持固定，但尖端会在经过的轮虫引起的水流中轻轻地来回移动……当轮虫穿过注射细胞区域时，它会突然停止，然后在攻击点处扭动和剧烈挣扎。 据推测，细胞已被发射，轮虫已被矛状延伸物刺穿。 将注射细胞固定在基质上的粘液垫的粘合力非常强，足以暂时抓住挣扎的轮虫。 几乎立即或在几秒钟内，轮虫会挣脱。 有时逃脱需要长达 30 秒。 当轮虫移动离开时，可以看到空的注射细胞仍然附着在基质上，或者轮虫可能会破坏粘合力并带着粘在其角质层上的空细胞游走。
但愿所有的期刊文章都如此清晰明了。 巴伦进一步指出，受感染的轮虫在感染期间继续移动，使其容易受到连续感染。 在培养皿哈普托格洛萨菌射击场中，在一个不幸的轮虫中发现了多达 12 个小孢子。
接下来发生的事情对于任何熟悉寄生蜂阴谋的人来说都很熟悉。 小孢子分裂并长成药丸状或球形的“菌体”。 在下面的第一张图中，您可以看到一个轮虫，它至少被注射了五个，甚至可能是六个或七个哈普托格洛萨菌小孢子。 下面（3 和 5）是微小的小孢子长大后形成的令人不安的巨大团块。
当达到足够的尺寸时，菌体会长出一个或多个排出管——如您在上面的图像 5 中看到的那样——再次穿透宿主的身体。 以下是排出管的更多视图，以及哈普托格洛萨菌菌体相对于其宿主的可怕尺寸（图像 9 是一片成熟的未发射的炮）
双尾游泳孢子出现，至少在乔治·巴伦的实验室中，游泳时间很短，然后沉降下来，脱落尾巴并形成包囊。 很快，包囊将其内容物溢出到从中出现的新生长的炮细胞体内（上图 9）。 空的囊壳通常甚至在成熟后仍粘在其顶部。 或者，如果包囊孢子以某种方式感觉到轮虫和线虫在其他地方聚会，则包囊可以生长出更多的游泳孢子。
哈普托格洛萨菌炮细胞发挥其致命魔力的方式是非凡的，特别是当您考虑到上述所有涉及的机制都包含在一个细胞内时。 一个可怕的、不可思议的细胞。
但它们的设计可能有一个缺点，这可能有助于解释它们令人难以置信的复杂性和致命效率：H. mirabilis的炮细胞存在的唯一目的就是射杀小型动物。 一旦发射，它们就死了，结束了。 正如任何枪手都可以告诉你的那样，当你的弹膛里只有一颗子弹时，你必须让那一枪奏效。
参考文献
Barron G.L. (1980)。 一种通过快速注射传染性小孢子攻击轮虫的新型哈普托格洛萨菌，《真菌学》，72 (6) 1186。DOI：http://dx.doi.org/10.2307/3759573
Barron G.L. (1987)。 奇异哈普托格洛萨菌的炮细胞，《真菌学》，79 (6) 877。DOI：http://dx.doi.org/10.2307/3807689