English


恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

2017-04-11 10:16 来源:网易科技 
2017-04-11 10:16:56来源:网易科技作者:责任编辑:肖春芳

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  网易科技讯 4月10日消息,据国外媒体报道,想必《生化危机》中的僵尸给我们留下了深刻印象。这种行动凶猛、生啖人肉的尸体或许永远不会成真,但在现实世界中,的确有着一些真菌、病毒和细菌会用此类传播方式,将宿主变成没有自主意识的僵尸,这不由得让人后背生凉。

  在自然界中,许多动植物在感染特定的真菌、病毒、细菌等微生物或者寄生虫之后,行为会发生巨大改变,甚至会变成类似的“僵尸”,这种现实有时会比想象更恐惧。

  事实上,这可以说是一种即成体系的自然行为。世界上早就存在僵尸蚂蚁的化石证据,其显示了蚂蚁被感染的躯体在树叶上留下明显的痕迹,甚至可以追溯到4800万年前。现在让我们来盘点一下比小说电影更加奇异的真实“僵尸”。

  僵尸蚂蚁

  几年前,英国伦敦帝国学院真菌流行病学家马特·费舍尔(Matt Fisher)在法属圭亚那的茂密丛林中进行夜间科考时,被一个可怕的情境所吸引。他回忆称,“我们发现了被真菌感染的昆虫尸体紧紧夹在植物高处,而可怕的真菌孢子体正从它们的头部穿出来。”

  费舍尔明白了这是怎么一回事。这些都是“僵尸”蚂蚁的尸体,被感染的真菌控制了身体和神经系统。这种真菌让它们爬到植物高处。当蚂蚁死亡的时候,真菌孢子会从树上抛洒下来,感染到路过植物下面的蚂蚁,从而使真菌更广泛地传播开来。

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  图示:感染单边蛇虫草菌的蚂蚁

  在小说和电影中,僵尸咬过的人也会变成僵尸。而这些蚂蚁也会通过咬合来把自己固定在植物上。有时候,蚂蚁会通过死前的“最后一咬”来紧紧钳住叶子。这常常会出现蚂蚁死了,而其钳子却完好无损。

  这种真菌属于蛇形虫草属。一旦被该属的真菌感染,蚂蚁就会无意识地爬到适宜真菌生长的特定环境,再感染其他蚂蚁。

  这其中最知名的要属单边蛇虫草菌(Ophiocordyceps unilateralis),它们能使蚂蚁宿主爬到树叶下方再结束生命。另一种名为南方蛇虫草菌(Ophiocordyceps australis)的真菌在感染蚂蚁之后,则会使后者死在树林地面的落叶里。

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  图示:被蛇虫草菌感染致死的僵尸蚂蚁

  这些真菌是如何影响到比自己复杂得多的生物体并不是显而易见。大卫·休斯(David Hughes)、哈里·伊文斯(Harry Evans)和他们的同事数十年来一直在对虫草属真菌进行研究。他们发现,不同种类的单边蛇形虫草属真菌针对不同宿主蚂蚁的生命周期,从而进行了相应的进化。伊文斯认为,这是“一个令人惊叹的共同演化例子”。

  在2016年发布的一篇文章中,伊文斯以及其合作者解释称,真菌很可能利用一系列的酶来改变宿主蚂蚁体内的化学反应过程。譬如这些酶或许改变了某些基因的表达形式,进而影响到蚂蚁的行为。

  有研究还发现,一旦被真菌“僵尸化”以后,蚂蚁的肌肉组织会逐渐被分解。

  此外,真菌或许直接操控了宿主蚂蚁的神经系统,其通过对神经递质或类似多巴胺等“化学信使”的控制也会改变蚂蚁的行为。但目前科学家对这些相互作用的了解还十分有限。唯一确定的是,真菌让昆虫变僵尸的例子还在不断被发现。“我们接下去想解决的问题是:同样的事情会不会发生在蜘蛛身上,”伊文斯说,“看起来答案的确如此。”

  如今自然界中的这些真实僵尸甚至还影响到了小说故事中的僵尸形象。随着这种真菌的知名度越来越高,使得人们已经创作出一些“不死者”的新型僵尸形象。在小说《天赐之女》和视频游戏《最后幸存者》中,人类变成僵尸不再是因为感染僵尸病毒,而是被真菌寄生。

  僵尸寄生虫

  当两个生物体发生直接相互作用并生活在一起时,譬如寄生虫和宿主的现象被称为“共生”。在昆虫世界中有很多这样的例子。

  比如,一种名为刻绒茧蜂属的蜂类生物会将卵产在毛毛虫的体内。在这些卵孵化之后,幼虫会以吸食宿主毛毛虫的体液为生,并最终从毛毛虫体内钻出来,并在附近结成一个茧。令人惊奇的是,即便在这种蜂类爬出毛毛虫体内之后,寄生过程中受到严重损伤的毛毛虫依然还会活着,并且会像“僵尸保镖”一样驱赶可能会前来蚕食茧的其他昆虫。研究这一现象的科学家发现,当僵尸毛毛虫在场的时候,靠近蜂茧的捕食者数量下降了一半,这对蜂类幼虫来说是明显的生存优势。

  刻绒茧蜂属的这种行为可以归为拟寄生物(parasitoid)的一个典型例子,即在幼虫期寄生在宿主体内,后期将宿主杀死。自然界中有许多“拟寄生”关系的例子,能够对宿主行为产生影响。

  美国莱斯大学生态学家凯利·韦纳史密斯(Kelly Weinersmith)在2017年初对一种学名为Euderus set的寄生蜂进行的研究发现,这种蜂会等待其他种类的蜂在植物表面形成虫瘿后再产卵。虫瘿是昆虫在植物体上产卵而形成的异常发育组织。

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  图示:Euderus set寄生蜂

  韦纳史密斯的同事斯科特·伊根在一次户外散步时发现了一个非同寻常的虫瘿。这个虫瘿是由一种学名为Basettia pallida的黄蜂所形成的。

  通常情况下,Basettia pallida会把卵产在虫瘿内,孵化出来的幼虫会挖开一个洞,从虫瘿里面飞出来。然而,当寄生蜂Euderus set介入之后Basettia pallida幼虫的命运就随之改变了。Euderus set也会将卵产在同一个虫瘿里。

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  图示:死在虫瘿出口的Basettia pallida幼虫

  韦纳史密斯指出,“我们并不清楚真正的机制。这种寄生蜂会让先出生的幼虫挖开一个出口,但这个出口要比正常情况小很多,会把这些幼虫卡在洞口死去。”但寄生蜂Euderus set的幼虫会吃掉Basettia pallida幼虫,从而让自己发育。“当幼虫发育完成之后,他会从宿主的头部爬出来。”

  所以说寄生虫又招来了寄生虫。Basettia pallida寄生在树上,却变成了一种自杀的僵尸,用自己的尸体为寄生蜂Euderus set提供养料。韦纳史密斯称,这两种蜂类的寄生方式,一种受制于另一种,可以说是非常罕见的“超级操纵”现象。

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  图示:Basettia pallida蜂也是一种寄生虫,会寄生在橡树上

  性僵尸

  如果僵尸就是行为发生巨大变化,从而利于寄生者生存的生物统称的话,那么韩国的日本树蛙也是这样一个令人惊奇的例子。2016年3月,韩国首尔大学教授布鲁斯·瓦尔德曼(Bruce Waldman)和学生德科南(Deuknam An)发表了一篇论文,展示了一种名为蛙壶菌的致命性真菌(Batrachochytrium dendrobatidis)对日本树蛙行为的操控。

  蛙壶菌是许多蛙类生存的严重威胁。当日本树蛙被这种真菌感染之后,并没有造成突发性的大规模死亡。瓦尔德曼等人分析了42只雄性日本树蛙的求偶鸣叫,发现其中9只感染蛙壶菌的树蛙鸣叫声更快更长,也就说使它们在潜在的交配对象眼中会更有吸引力。

  而瓦尔德曼和他的团队又对当地健康的日本树蛙叫声进行了录音。,然后将这些树蛙带回实验室感染蛙壶菌,并再次进行录音。在另一个实验组中,日本树蛙在感染蛙壶菌后接受了治疗,它们康复前后的叫声变化也被记录下来。研究团队认为,日本树蛙叫声因蛙壶菌感染而发生变化。

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  图示:日本树蛙会在感染蛙壶菌后改变叫声

  瓦尔德曼指出,“不过,我们还不能确定树蛙叫声的差异是真菌操纵宿主的结果。”这种变化或许是真菌感染在日本树蛙体内引起的其他化学反应造成的。对此费舍尔表示,这些蛙类本质上可能已经变成了某种“性僵尸”,其感染后与配偶的互动只是为了增加真菌传播的机会。“这还不是一个能够被完全确认的假说,但数据相当有力。”费舍尔说道。

  突变僵尸植物

  在现实生活中,或许最令人惊奇的例子不是行为变得诡异的动物,而是某些发生突变的植物。英国约翰英纳斯研究中心的萨斯基亚?霍根浩特(Saskia Hogenhout)及其同事在2014年发布的研究成果指出,一种被称为“植原体”的细菌会把植物变成“僵尸”。

  这种细菌通过诸如叶蝉等吸食植物汁液的昆虫传播。为了吸引昆虫,受感染的植物首先会受到细菌的掌控。霍根浩特表示,“这些寄生细菌看起来正在掌控植物。”

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  图示:叶蝉可以将细菌从植物传到另一株植物

  研究团队发现,植原体会分泌出改变植物内部分子过程的蛋白质。也就是说,它们可以改变植物的转录因子这种调控基因的蛋白质。植物在转录因子的作用下长出叶、花、茎干等不同的部分。

  植原体的蛋白质会取代植物本身的蛋白质,使其开始发生性状改变。植物的花会变绿,花朵基本上就变成了叶子。细菌感染使得植物对昆虫更有吸引力,从而通过昆虫的吸收把细菌带到新的植物上。

  霍根浩特指出,“很明显,这种寄生方式干扰了植物的生理过程,改变了植物的原有身份,这就是所谓的僵尸,”Hogenhout说,“它们成了完全不同的个体。”

  僵尸植物是一个特别有意思的例子,因为植物本身最终并不会因感染细菌而死,而只是变成了进一步传播细菌的工具。正如马里兰大学的生物学家乔恩·丁曼(Jon Dinman)所述,一些成功的“僵尸”感染会让宿主一直活着。

恐怖并非杜撰 僵尸动植物遍布自然界

  图示:黄芪黄单胞菌引起植物叶黄素发生变化

  一般而言,当生物体的“毒性”,也就是伤害其他生物的能力被约束时,疾病才最有可能在生物体之间进行传播,这也正是僵尸植物身上所发生的。

  幸运的是,人类并不会受到此类病原体的威胁。但对于许多昆虫和其他生物来说,全世界的森林中存在着无数种的僵尸宿主,其身体和心智已经被寄生者所诅咒。(晗冰)

[责任编辑:肖春芳]


手机光明网

光明网版权所有

光明日报社概况 | 关于光明网 | 报网动态 | 联系我们 | 法律声明 | 光明网邮箱 | 网站地图

光明网版权所有