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昆虫的行为控制 昆虫的行为控制
江泽珍/编译
●研究人员经过长期的观察和研究,发现很多昆虫和动物的奇特行为,大多是受到了入侵其体内的寄主的控制。然而,寄生虫控制其宿主行为的例子并不少见,以下描述的几个案例披露了过去一些不为人知的小秘密……
一个普通贪吃的毛毛虫突然停止进食了,检查其体内就能知道原因所在:数十个小小的黄蜂幼虫正在咬啮其组织且分泌出的消化酶在穿透它的体壁。这些幼虫已经在毛毛虫体内待了好几天了——就像小型吸血鬼一样在吸食着“血液”——最终能穿透体壁,在毛毛虫的外壳上筑起自己的蚕茧。
与此同时,在毛毛虫的大脑内正发生着一项巨大的免疫反应——对于无脊椎动物来说,这相当于一场细胞因子风暴——即一种称做“章鱼胺“的神经激素被释放了出来。加拿大新斯科舍省达尔豪西大学的无脊椎动物行为生理学家雪莱·阿达莫(Shelley Adamo)说:“对于控制昆虫行为来说,这是个非常重要的合成物。一旦章鱼胺数量增多,动物便会停止进食。”
不过,寄生幼虫不会就此停手,它们还要抑制宿主分解物质的能力。阿达莫解释道:“在几天之内,章鱼胺的数量仍将维持不减,最终,毛毛虫基本上会饿死。”然而对于寄生虫来说,宿主死后也并非是好事。阿达莫说:“如果毛毛虫死后,体内会溢出病原真菌,这对于黄蜂幼虫来说并不是一个好现象。”因为不进食的毛毛虫体内会保留一种防御反射功能,能保护自己以及黄蜂幼群不受节肢动物的侵害。由此,入侵者成功地将宿主从一个吃货转变成保护自己的温室和养料来源地。
尽管研究人员无数次观察过寄生虫控制宿主的过程,但只有现在才开始了解寄生虫是如何“玩弄”宿主的诸多系统,最终用古怪而恐怖的方式改变宿主的行为。例如,通过蛋白质组学的方法,科学家们将被感染上寄生虫的动物和未感染的动物大脑中的蛋白质进行了对比,收集那些在操纵过程中受影响的分子的线索。结果发现在大脑特定区域以及特定的神经递质中,许多定向神经受到影响,如羟色胺和多巴胺。
阿达莫说:“具体细节目前还不是特别清楚,不过我们已经有了非常好的线索。”
宠物蟑螂
想像一个遛狗的画面,然后将狗想像成蟑螂,而牵着绳子的则是一只宝石黄蜂。黄蜂其实并不希望真正的牵制住蟑螂,只是想削弱它的反抗能力。于是,黄蜂就能抓住蟑螂的触角并拖至自己的巢穴将卵产在蟑螂身上。几天以后,孵化出的黄蜂幼虫先在蟑螂的大腿上钻个小洞开始享用,过后不久,又在腿部钻洞进入蟑螂的腹部享用其内部器官,直至一个月后化蛹而出。
阿达莫说:“僵尸般的蟑螂就像一种生存储物柜,先是被堆放着卵,等它孵出后,再慢慢地被寄主消耗掉。”
最先对这一现象有完整描述的是弗朗西斯·威廉姆斯(Francis Williams),二战期间,他在新喀里多尼亚岛从事侵扰甘蔗等农作物害虫的鉴别工作。宝石黄蜂,被威廉姆斯称之为“益虫”,并作为生物控制手段之一用于减少蟑螂数量被引种到夏威夷。自从那以后,人们对于黄蜂操控伎俩的了解也越来越多了。
为了制服蟑螂,黄蜂必须蛰它两次——先蛰胸部,暂时麻痹蟑螂的前腿,然后再蛰蟑螂头部,此时,黄蜂的毒液被注射到蟑螂脑部一特定的区域。在2003年,以色列古本里安大学的行为神经学家弗雷德里克·利波塞特(Frederic Libersat)和同事为黄蜂注射了放射性标记物氨基酸后,形成了蜂毒蛋白。利波塞特说:“这样我们就能追踪蟑螂神经系统内的放射性信号。”他们发现,蜂毒主要