奇妙的事物:长成拐杖糖的变形虫

水生昆虫的后肠是一个令人惊讶的时尚场所,里面充满了类似家居物品的微生物

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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


拐杖糖?牧羊杖?Ecdyonuridaei副变形虫。比例尺 = 25微米。图片来源:瓦莱 2014

作者注:这是

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在西班牙和法国的溪流中,某些蜉蝣若虫的后背里住着一种形状像拐杖糖的变形虫。您可能会问,它为什么会选择这样的住所和外观?对于第一个问题,我可以说:每个人都喜欢免费的午餐。至于第二个问题:我真的不知道。

然而,称其为变形虫可能有点牵强。它只有在其生命的短暂部分才是变形虫。“变形虫”(非斜体)是一种描述,而不是分类。变形虫基本上是无定形的单细胞真核生物,是含有细胞核和一大堆其他花哨细胞结构的生物(除了细菌和古菌之外,所有生物都是真核生物)。

最大的变形虫类群,即

变形虫门,是每个人想到变形虫时都会想到的那种,就像本博客顶部图片中的那样。但是,还有许多其他微生物类群在其生命的各个阶段都会产生变形虫。其中一种是副变形虫属,这是一类大约有17种已知微生物的类群,称为原生生物

这些生物产生孢子,这些孢子会寻找幼虫或若虫的水生昆虫,通常是苍蝇、石蝇蜉蝣。一旦与上述寄主接触,孢子就会萌发,形成一个小的单细胞囊状或丝状体,其形状各异,可以是直的、分支的、弯曲的、或弯成撬棍、鹿角、回旋镖或拐杖糖状(并且在至少一种情况下,长达惊人的2毫米)。

撬棍?埃及象形文字?角形副变形虫。比例尺 = 25微米。图片来源:瓦莱 2014

这种形状奇特的生物会将自己粘在昆虫消化道的末端。在那时,副变形虫会吞食任何碰巧进入其体内的剩余物。目前尚未知晓该生物对昆虫有任何益处(尽管这很可能是由于缺乏观察,而不是没有提供益处),但似乎也没有造成任何伤害。

当然,将自己焊接到水生昆虫的后部会带来一个相当关键的生存问题:昆虫会不时地蜕下外骨骼,而不幸的是,这包括你居住的表面,当然也包括你。后肠是昆虫生殖道的礼貌性末端,与外骨骼相连,所以当外壳脱落时,它也跟着一起脱落。你不能简单地将自己松开。你该怎么办?

为了克服这个障碍,副变形虫已经进化出感知蜕皮即将发生或昆虫受伤的能力。这种警告会触发从附着在后肠上的母体释放出泪滴形的变形虫。这些细胞被释放到世界后,作为良好的变形虫,它们实际上会爬行或游动一小段距离来寻找庇护所,通常方便地位于昆虫附近新脱落的外骨骼内。然而,最终,变形虫会形成包囊。在这些包囊内部,会形成孢子并随后释放。当孢子在适当的位置遇到适当的寄主时,它们会萌发,开始整个循环。

四叉鹿角?阿维特鲁维恩斯副变形虫。比例尺 = 25微米。图片来源:瓦莱 2014

未成熟的阿维特鲁维恩斯副变形虫与回旋镖非常相似。 图片来源:瓦莱 2014

生活在水生昆虫若虫体内的撬棍状生物似乎是你能找到的最不起眼的东西了——直到你考虑到地球上水生昆虫的总数以及由此产生的潜在地盘。突然之间,它们似乎并没有那么不重要了。考虑到另外两个原生生物类群——

变形菌属微孢子虫纲——以及两类真菌,即毛霉目无担子菌目,都进化成生活在同一个地方,做着或多或少相同的事情,水生昆虫的后背确实是一个广泛而时尚的聚集地。事实上,副变形虫最初被误认为是这样的真菌,因为它的丝状习性和产生孢子的能力。

为什么副变形虫会采取如此奇特的形状?显然,更大的表面积可以产生更多的空间来吸收食物,但是为什么是拐杖?为什么是撬棍?为什么是鹿角?为什么它们没有全部收敛成一个理想的形状?如果蜉蝣若虫的后背里塞满了形似家居用品的原生生物,它会怎么想?生活在一个所有这一切都存在的星球上,会像我一样让你感到快乐吗?

参考文献

瓦莱,莱拉·瓜尔迪亚。“

来自地中海的副变形虫属(毛霉门,中黏菌纲)新种,并评论变形虫目中的变形细胞”。《菌物学》106,第3期(2014年):481-490。

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