真菌使殭屍螞蟻完成所有工作

一種熱帶真菌已經適應於感染螞蟻,並迫使它們以驚人的特異性咬住位置完美的葉子,然後在殺死它們並接管它們的身體


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問題:你是一種真菌,只能在特定的溫度、溼度、位置和離地面的距離處茁壯成長,但自己無法完成尋找完美地點的跑腿工作。解決方案:劫持螞蟻的身體為你工作——然後佔據它。

一篇論文即將在《美國博物學家》九月刊上發表,探討了這種真菌迫使螞蟻創造其理想家園的驚人準確性。

Ophiocordyceps unilateralis 真菌感染了生活在熱帶雨林樹木中的 Camponotus leonardi 螞蟻。一旦感染,被孢子控制的螞蟻將從其正常棲息地爬下來,用作者所稱的“死亡之握”咬住一片葉子,然後死亡。但故事並沒有就此結束。

作者寫道:“死亡之握髮生在非常精確的位置。” 在泰國考宗野生動物保護區研究的所有 C. leonardi 螞蟻都咬在了葉子的背面,98% 落在葉脈上。 大多數螞蟻:a) 找到了植物的北側,b) 咬住離地面約 25 釐米的葉子,c) 選擇溼度為 94% 至 95% 的環境中的葉子,並且 d) 最終到達溫度在 20 至 30 攝氏度之間的位置。 研究人員稱這種特異性“非凡”。

換句話說,真菌透過殭屍螞蟻被運送到其最佳位置。 為了瞭解這種準確性對真菌有多重要,研究人員在森林的一小片區域內識別出數十隻受感染的螞蟻。 一些螞蟻被移動到附近的其他高度和位置,另一些則留在它們死亡的地方發芽孢子。

那些留在 O. unilateralis 指示的位置的螞蟻在幾天內長出了正常、健康的菌絲(真菌線),但那些被移動的螞蟻從未長出。

愛德華·列夫裡研究了 寄生蟲 宿主的行為變化,但沒有參與這項研究,他在一封電子郵件中寫道:“我想不出另一個像這個例子這樣具體的[適應性行為變化]例子。” “受感染的個體都以‘鎖顎’姿勢死亡,離地面 25 釐米,主要在樹的北側,這一事實令人驚歎,並表明寄生蟲可能需要多種行為,甚至可能是多種操縱性生理機制。”

作者還檢查了真菌對 Polyrhachis 屬螞蟻的影響,發現並非所有行為都會延續。“這種寄生蟲在另一種螞蟻物種中的感染會導致一些行為改變,但對寄生蟲來說會導致不太理想的行為,這表明這種寄生蟲已經進化到可以操縱這種特定的宿主,”賓夕法尼亞州立大學阿爾圖納分校的生物學助理教授列夫裡指出。

螞蟻死亡後,真菌開始在昆蟲體內生長菌絲;幾天後,菌絲會從外骨骼中伸出——“總是……從頭後部的特定點伸出,”由丹麥哥本哈根大學社會進化中心的桑德拉·安德森領導的這項研究的作者寫道。 在一週內,真菌已經長到大約是宿主螞蟻身體長度的兩倍,並開始進行有性繁殖。 與此同時,“螞蟻角質層……透過加強較弱的部分而被改造成保護性外殼”,並且真菌在螞蟻體內的部分似乎分化成不同的功能,研究人員寫道。

當真菌釋放孢子時,它會產生作者所描述的“傳染性‘殺傷場’”,該殺傷場位於螞蟻身體下方約一平方米處,可能會感染 C. leonardi 螞蟻或類似的不幸走到那裡的物種。   

聽起來很罕見? 實際上,大自然充滿了殭屍生物為其聰明的寄生蟲宿主做髒活——這種現象被稱為適應性寄生蟲操縱。 在中美洲,吃鳥糞的螞蟻最終可能會攝入一種線蟲寄生蟲,這種寄生蟲會在螞蟻的腹部產卵,使它們變成鮮紅色並使其變圓。 顏色和形狀的變化使螞蟻看起來就像當地鳥類喜歡吃的漿果,從而將寄生蟲傳遞給另一隻鳥。 還有一種黃蜂(翡翠蟑螂黃蜂,或 Ampulex compressa)用毒液攻擊蟑螂,毒液會阻斷一種允許昆蟲控制自身運動的神經遞質。 然後,黃蜂可以自由地引導行走的殭屍蟑螂進入黃蜂的巢穴——讓它作為黃蜂幼蟲的宿主和食物。  

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