作者/Merlin Schedrick译者/周培羽动物行为中最多产和最具创造性的操纵者是一群生活在昆虫体内的真菌。这些“僵尸真菌”改变了宿主的行为方式,并获得了明确的好处——当真菌绑架一种昆虫时,它们可以传播孢子,完成自己的生命周期。
研究得最透彻的僵尸真菌是Ophiocordyceps unilateralis,它一生都围绕着木匠蚁。被真菌感染后,巨蚁会失去恐高的本能,离开相对安全的巢穴,爬上最近的植物——这种症状被称为“顶峰病”。在适当的时候,真菌会迫使巨山蚁用它的下颚夹住植物并咬它,菌丝会从巨山蚁的脚上长出来,并将巨山蚁固定在植物的表面。真菌然后消化巨山蚁的身体,从巨山蚁的头部发出蘑菇柄,并在下面经过的巨山蚁身上散布孢子。如果孢子没有击中目标,就会产生二次粘孢子,二次粘孢子会像引线一样在灯丝上向外延伸。
感染了蛇形冬虫夏草(僵尸真菌)的巨山蚁。图/an twiki by joo p.m.ara jo僵尸真菌非常精确地控制其宿主昆虫的行为。Ophiocordyceps将迫使蚂蚁在合适的温度和湿度区域叮咬,以使真菌结出果实——在森林中距离地面仅25厘米。真菌利用太阳的方向指引蚂蚁,在中午同步感染蚂蚁。蚂蚁不咬树叶背面的任何旧位置。百分之九十八的时候,蚂蚁会咬主脉。
僵尸真菌如何控制宿主昆虫的思想一直困扰着研究人员。2017年,由真菌操纵行为顶级专家大卫休斯(David Hughes)领导的团队在实验室用蛇形虫草感染蚂蚁。在蚂蚁咬人的瞬间,研究人员保存了蚂蚁的尸体,将其切成薄片,重建了生活在蚂蚁组织中的真菌的三维图像。他们发现真菌成为蚂蚁的修复器官,占据蚂蚁的身体达到令人不安的程度。高达40%的被感染蚂蚁生物量是真菌。菌丝从头到脚蜿蜒穿过蚂蚁的体腔,缠住蚂蚁的肌肉纤维,通过相互连接的菌丝网络协调蚂蚁的活动。然而,蚂蚁的大脑中没有菌丝。休斯和他的团队对此一无所知。他们预计蚂蚁的大脑中会有真菌,从而如此精细地控制蚂蚁的行为。
结果真菌似乎采用药理学方法。研究人员怀疑,虽然真菌实际上并不存在于蚂蚁的大脑中,但它们仍然依靠化学物质的分泌,影响蚂蚁的肌肉和中枢神经系统,进而控制蚂蚁的行动。但是还不清楚到底是哪些化学物质。不知道真菌能不能切断蚂蚁大脑和身体的联系,直接协调蚂蚁肌肉的收缩。但是,虫草蛇和麦角是近亲。瑞士化学家艾伯特霍夫曼首先从麦角中分离出用于制造迷幻药的化学物质,然后制造出一类化学物质,迷幻药是其衍生物——这类化学物质被称为“麦角宁”。在被感染的蚂蚁中,负责产生这些生物碱的蛇形虫草基因组被激活,表明这些基因组可能在控制蚂蚁行为的过程中发挥了一定的作用。
小麦上的麦角菌。图//克劳德德布劳尔(Claude De Brauer)维基百科无论这些真菌是如何做到的,它们的干预以任何人类标准来看都是惊人的。经过几十年的研究,投入了数十亿美元,用药物调控人类行为的能力根本无法微调。比如抗精神病药物,不能针对特定行为,只是有镇静作用。相比之下,虫草蛇98%的成功率不仅仅是让蚂蚁爬或者咬(100%会发生),还能咬到叶子的特定部位,是真菌最理想的环境。但平心而论,和很多僵尸真菌一样,蛇纹虫草其实有很长的时间来微调它们的做法。被感染蚂蚁的行为可以被追踪。蚂蚁致命的一咬在血管上留下了明显的疤痕。根据疤痕化石,这种行为的起源可以追溯到4800万年前的始新世。真菌大部分时间都在操纵动物的思维,可能也有自己的思维。
3354本文摘自《真菌微宇宙:看生态炼金师如何驱动世界、推展生命,连结地球万物》,2021年8月,国礼文化。
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