真菌控制下的僵尸蝉:腹部空,繁殖步伐没有停止

在美国,有一种名叫布鲁德X蝉的生物,是当地特有物种,体长2.5公分,翅膀半透明褐色,眼睛呈红色,大部分时间都在地下作为若虫度过,其若虫会在树根处的泥土里蛰伏17年,因此被称为17年蝉,若虫吸食树根汁液为生,羽化成蝉的那刻从地底集体钻出,成年17年蝉只能活 4 到 6 周,它们的主要任务就是繁殖和产卵。雌蝉会在树枝上多达 600 个或更多的卵,从而完成种群的延续。

2021年,一批2004年就蛰伏在地下的17年蝉终于破土而出,数量达到了300亿只,这种蝉不会咬人,但一只公蝉发出的求偶声可达90分贝,相当于一台果汁机运作的声音。百万只蝉一起行动,对人的身心都造成很大的折磨。

这批17年蝉破土而出之后,它们的天敌也开始了围猎,比如蝉团孢霉。这是一种真菌病原体,目前仅发现感染13和17年的周期性蝉。这种真菌最早在1850年发现,不过学界记录描述是在1879年。目前科学家对这种真菌并不是非常了解。

真菌将蝉变成僵尸

昆虫病原真菌通常会在释放感染性孢子之前杀死它们的宿主,但少数物种在形成孢子的同时使昆虫保持活力,这增强了传播。蝉团孢霉就是其中的高手。

这些蝉还是在若虫的时候,就被在土壤中遇到的休眠孢子感染了。这种真菌会一直潜伏在蝉的若虫身上,直到17年蝉离开土壤,它可以辨识蝉身上的激素信号。在成年蝉破土而出之后,真菌也开始了自己的种群繁衍激化,为了让蝉帮助它们传播更多的孢子,真菌会把蝉变成僵尸。

在若虫破土而出的时候真菌就会开始吞噬成年蝉的内脏,大约一周,真菌孢子就会侵蚀掉蝉的生殖器、臀部和腹部,替换为能传播给其它蝉的真菌孢。这个时候,蝉腹部开始脱落,露出白色的白垩质块或真菌栓,产生孢子。这会使得蝉将其传播给其他蝉。

昆虫的神经系统是由一串神经节构成,其中咽下神经节影响虫体活动,是口器附肢活动和协调中心,对胸部神经中心具有刺激作用,昆虫一般有3对胸神经节,分别别位于前、中、后胸的体节上。其运动神经元轴突伸入到胸节的肌肉和腿肌中,主要控制昆虫的运动。

所以被感染的蝉,尽管身体的1/3已经脱落,但仍会像什么都没发生过一样继续进行交配和飞行等活动,它们一边飞,一边掉孢子,从屁股掉下的孢子又感染了其他的蝉。

这种真菌十分狡猾,在失去了腹部之后,蝉其实已经失去了繁殖的能力,但是蝉自己并不知道,所以真菌会伪装成蝉的腹部,还会控制蝉的行为,在真菌的操控下,雄蝉会变得异常活跃、欲望极强。它们化身为泰迪蝉,见到什么都想繁殖,即便遇到同性也不会放过。雄性蝉通常会大声唱歌来求偶,雌蝉则拍动翅膀来回应。但是当蝉被蝉团孢霉感染,则雄蝉会同时具备唱歌和拍动翅膀两种技能,雄蝉会假装成雌蝉,吸引其他雄蝉过来。

这些怪异的行为对蝉自身没有任何帮助,正如我刚刚所说,它们的生殖系统要么被真菌吃了、要么跟着屁股一起掉了,而且在这样的疯狂行为下,只会加速蝉的死亡。然而,真菌从中却是受益匪浅,泰迪蝉的无节操、无用功只会帮助真菌感染更多的新宿主。

真菌为何具备这样的能力

为什么蝉团孢霉可以让17年蝉变成僵尸,是因为它们的孢子含有裸盖菇素和卡西酮等成分,裸盖菇素是一种具有神经致幻作用的神经毒素,主要存在于有毒真菌中。裸盖菇素的毒性主要集中在对中枢和心血管的毒性上。对中枢的毒性表现为幻视、幻听及感觉错乱,如感觉自己的皮肤变成液体,有虫子爬到身体里,掉到地底下或被人窒息等。另外还表现为人格解体、情感性智力和行为的错乱,精神沮丧并伴有焦虑不安、昏迷、失忆、恐惧、过度兴奋和惊厥。

含有裸盖菇素这种毒素的蘑菇被成为迷幻蘑菇,主要包括裸盖伞属、斑褶伞属、锥盖伞属和裸伞属等。据统计,我国也分布有该类蘑菇。

而卡西酮,科学家只知道一种叫卡塔叶的植物含有卡西酮,咀嚼这种植物会让人感到兴奋,中东和非洲之角的地方人有咀嚼这种植物的历史。当停止服用 卡塔叶时,所有的多巴胺(一种与大脑愉悦感有关的化学物质)都会离开大脑的系统,所以人们会变得沮丧,他们会变得偏执,听到声音,并可能导致全面的精神病状态。因此卡塔叶非常具有争议性,有些人认为应该将它归结为毒品。目前,世界卫生组织已经将卡塔叶确定为II类软性毒品。很多国家已将其列为兴奋剂或受管制药物,严禁旅客携带或邮寄入境。从2013年开始,国家已经将其列入毒品的严打范围之内。此前,科学家从未在真菌中发现卡西酮,为什么蝉团孢霉会含有卡西酮,这是科学家十分费解的事情。

总结

蝉团孢霉是如何利用化学物质对蝉进行操控的,这是科学家还需要深入研究的问题,为明确这种不同寻常的现象,科研人员将对足够多在野外感染的蝉进行了研究。专家希望这一发现将有助于重新引起对霉菌的兴趣,这或许对研发新药有益。

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仅需一分钟便可转换100份PDF文档(方法就是这么简单好用)

2022-11-30 17:41:07

网络讯息

几乎所有的动物都进化出攻击性器官性器官?

2022-11-30 17:43:07

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