线虫蠕虫是地球的主宰者

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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,不一定代表《大众科学》的观点


下次当您发现自己成为蚊子的美餐时,请记住这段视频

这是Strelkovimermis spiculatis——一种寄生线虫,或称圆虫——正悠闲地从一只倒霉的、即将死去的蚊子幼虫体内逃脱。当线虫滑出来时,幼虫抽搐的方式令人揪心。即使在线虫撤离完成且幼虫撕裂的表皮张开,注定死亡之后,您仍然可以看到可怜的幼虫的生命体征在跳动。看来,感染线虫的蚊子幼虫最终获得了阿兹特克人祭祀体验的额外微小滋味。


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您可能认为人类拥有这个星球。您错了。像这段视频中的这种蠕虫是地球的动物霸主;线虫是地球上数量最多的动物。它们不仅仅是微弱的多数。地球上每五种动物中就有四种是线虫。

内森·奥古斯都·科布,一位为美国农业部工作的线虫学家,在1915年曾以这种方式著名地表达

简而言之,如果宇宙中除了线虫以外的所有物质都被清除,我们的世界仍然可以模糊地辨认出来,而且如果我们作为无形的灵魂可以调查它,我们会发现它的山脉、丘陵、山谷、河流、湖泊和海洋都由一层线虫薄膜代表。城镇的位置是可以辨认的,因为每当人类聚集的地方,就会有相应的某些线虫聚集。树木仍然会像幽灵般的行列一样站立,代表我们的街道和公路。各种植物和动物的位置仍然是可以辨认的,而且,如果我们有足够的知识,在许多情况下,甚至可以通过检查它们以前的线虫寄生虫来确定它们的物种。

地球上没有生物可以幸免。科林·塔奇在《生命的多种多样性》中指出,有人认为地球上每两种动物物种中就至少有一种线虫寄生虫物种与它共生。仅举一个例子,这是亚历克斯·怀尔德拍摄的一张生动的照片,照片中是一只来自伯利兹的蚂蚁,腹部充满了线虫。“我无法想象一只感染了索线虫的昆虫会有什么感觉,”他写道。“如果按人类的体型比例放大,索线虫至少会像一条蟒蛇一样侵入肠道。”

在另一个极端,已知最大的线虫是Placentonema gigantissima,它可以在其宿主——抹香鲸的胎盘中达到约30英尺长。我设法找到了一张据称是这种巨兽的照片;我特别喜欢其标题中的第四个要点。我想知道:这种线虫是如何从一个宿主传播到另一个宿主的?当然,抹香鲸不像狗,如果您明白我的意思,而且它们也不必担心洗手。

在植物世界中,根结线虫爬入根部并释放化学物质,使根部肿胀成肿瘤,吸取植物地上部分的养分。在这些肿瘤的核心,雌性线虫从怪异的、多核的“巨细胞”中吸取汁液。它们靠这种丰富的食物茁壮成长,反过来也膨胀成它们自己怪异的气球,然后在它们巨大的背面挤出一团黏糊糊的卵。它们对我们的影响不小;美国植物病理学会估计,植物病原线虫造成了全球14%的作物损失。

离我们更近的是,钩虫病、河盲症和象皮病等线虫疾病困扰着人类,而“蠕虫”是猫和狗的主要寄生虫。考虑一下最近令人震惊的新闻,英国布里斯托尔的狗每两天在其8吨粪便中产生相当于地球上人类数量的蛔虫卵(对于那些在家中跟踪的人来说,那是70亿)。这些蠕虫会导致意外摄入泥土后的人类失明。坏主人。真坏。

犬弓蛔虫,犬类蛔虫。我真的不想去想这张照片的创作过程。知识共享 Joel Mills。点击查看许可证和来源。

并非所有线虫都是寄生虫。有些像我们其余的人一样为了生计而工作,在水或土壤中觅食。有些是掠食性线虫,它们使用刺穿性口针来攻击和吞噬原生生物或其他微生物。这是掠食性线虫Pristionchus pacificus刺穿并吸取实验室大鼠线虫Caenorhabditis elegans的生命。您可以看到C. elegans的生命体液有节奏地流入P. pacificus的食道*。

其他线虫是腐生生物,靠它们可以找到的任何美味残渣为生。水、土壤、植物和真菌中都充斥着它们。腐烂的苹果中成千上万的线虫。这位作者在大学生物实验室里有点不安地发现,在一片看起来很美味的苹果片上,显微镜下观察到一条活泼的线虫。“在我们的生命中,我们无意中吃喝了大量的圆虫,”我的大学生物课本令人作呕地解释道。

土壤和沉积物中线虫特别丰富。它们占海洋沉积物中生命形式的90%。土壤中有如此多的线虫,以至于整个真菌群都致力于捕获和吞噬它们,正如大卫·艾登堡堡在这里解释的那样

艾登堡堡没有提到,但除了著名的充气套索外,真菌还进化出了各种各样的线虫陷阱和罗网。有些具有粘性陷阱;另一些编织网。

至于我们第一个视频中的英雄(或反派?),由于Strelkovimermis会攻击多种蚊子种类,科学家们理所当然地对它作为潜在的生物防治剂产生了兴趣。蚊媒疾病杀死了很多人类,因此这种小蠕虫的杀戮技能可能为许多贫困人口拯救生命。

S. spiculatus卵可以保持休眠甚至脱水状态数月。但是,在错误的时间孵化会付出高昂的代价:如果新孵化的幼虫在24-48小时内未能找到自己的蚊子家园,它们就会死亡。罗格斯大学媒介生物学中心的科学家们推测,卵一定有一种非常准确的方法来判断蚊子幼虫是否在附近。但是,他们问道,蚊子幼虫的什么特性刺激了Strelkovimermis卵的孵化?

是蚊子幼虫的气味吗?还是它们蠕动的方式?

因此,他们将Strelkovimermis卵暴露于先前暴露于蚊子幼虫的水中,以及他们迷人地称之为“人工幼虫”的东西。翻译过来:一段三毫米长的铁丝,涂上热熔胶,滴入水中,并被普通的磁力搅拌器而不是史密斯-韦森手枪说服跳舞。

他们发现,虽然幼虫的气味在刺激卵孵化方面效果相当好(在暴露于幼虫的水中孵化率为33%,而在普通对照水中为12%),但人工幼虫本身几乎没有效果(孵化率为17%)。但是,在带有幼虫气味的水中加入扭动的假蚊子,放大了单独气味的效果,并说服超过一半——约60%——的卵孵化。当然,真正的蚊子幼虫效果最好,但只比模仿品略好:约73%的卵孵化。对于幼虫气味和热熔胶枪几秒钟的组合来说,这是一个相当令人印象深刻的壮举。

有趣的是,作者的结论是,在蚊子只在注满水时才繁殖的临时水池中,释放幼年线虫寻找宿主来控制蚊子的当前策略是合理的。但在池塘或其他永久性水体中,他们认为当前的策略是错误的。由于幼年线虫只能存活一两天,如果它们没有偶然遇到宿主就会死亡,而休眠卵可以存活数月并在没有任何我们的帮助下进行宿主“监视”,他们得出结论,释放休眠卵、成虫,甚至预先感染的蚊子幼虫更有意义。几乎任何东西都行,但感染性幼年线虫除外。科学万岁!

无论它们的运作方式如何,像Strelkovimermis这样的线虫都生活在地球上您能想到的任何地方。即使是岩石也无法抵抗它们。线虫已从南非金矿中近两英里深的裂缝中捕捞出来。根据美国农业部科学家科布的说法,有一种线虫仅从德国毛毡啤酒杯垫中被描述出来。

由于线虫没有翅膀,我们可能会推测只有一个避难所:天空。

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*正如视频作者所指出的,P. pacificus拥有与C. elegans相同数量和配置的神经细胞。然而,它具有捕食行为,而C. elegans却没有。嵌入视频的作者对这可能是为什么感兴趣。

感谢博客“每日寄生虫”的好心人发表了这篇文章,启发了本文

 

正如视频作者所指出的,P. pacificus 拥有与 C. elegans 相同数量和配置的神经细胞。然而,它具有捕食行为,而 C. elegans 却没有。视频作者对这可能是为什么感兴趣。请记住,这些生物是动物,但没有“大脑”

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