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一隻蜘蛛,看似被附身,正在織一張不尋常的網——就在黃蜂幼蟲在其腹部築巢,吸食蜘蛛垂死身體中最後的滋養汁液,並在怪異的網中結繭之前。
一條蠕蟲進入了一隻害羞、喜陰的蝸牛的大腦,迫使它爬出安全的家,進入開闊地,在那裡它被一隻鳥襲擊——這隻鳥註定要成為寄生蟲的下一個宿主。
像這樣令人毛骨悚然的故事在整個動物王國中都在發生,而不僅僅是在萬聖節或滿月之下。 一些生物已經將進化優勢提升到一個全新的水平,透過陰險地——並且仍然非常神秘地——改變另一種動物的行為,使其違背自己的意願,從而獲得成功。
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儘管不是最嚴格的科幻定義中的“殭屍”,但這些被俘虜的生物仍然表現得好像被來自外部的力量附身一樣。 然而,這種力量通常是從內部控制它們,使不幸的宿主做出致命的事情。
以受到驚嚇的蜘蛛(Plesiometa argyra)為例,一種寄生蜂(Hymenoepimecis argyraphaga)將卵產在蜘蛛的腹部。 就在幼蟲出現之前,宿主織出一種奇怪的新型網——看起來完全不像它通常的寬網。 然而,這個絲綢平臺非常適合支撐脆弱的幼蜂幼蟲的繭,這些幼蟲一直在以蜘蛛的內臟為食生長。
操控蝸牛的扁形蟲(Leucochloridium paradoxum)在蝸牛體內生長繁殖。 一旦準備好轉移到下一個宿主,蠕蟲就會向上推入蝸牛的觸角,使它們腫脹和蠕動,模仿鳥類喜歡吃的蟲子的動作。 當蝸牛盲目地爬向陽光下時,一隻路過的鳥很可能會猛撲下來,抓住一兩條美味的觸角。 這頓感染了蠕蟲的食物隨後會感染鳥類,鳥類透過可疑的糞便將其傳播給其他蝸牛。
這些寄生蟲命令其宿主的機制在很大程度上仍然是未解之謎。
哈佛大學的研究員大衛·休斯說:“我們不知道它是如何運作的,但顯然是某種化學物質。 “它正在利用一種已有的行為。” 作為其正常 routine 的一部分,蝸牛爬上莖稈,蜘蛛織網,但寄生蟲已經設法利用這些特殊的行為並將它們塑造成對自身有利的——通常會導致宿主死亡。
賓夕法尼亞州立大學阿爾圖納分校的生物學副教授愛德華·萊夫裡補充說:“通常,你會看到宿主在其生命中的某個時刻會做出的行為。 “這只是發生在對宿主不利的奇怪的、非優勢的時間,但對寄生蟲有利。”
令人毛骨悚然的控制
已經觀察到如此多非常不同且非常奇異的寄生蟲控制行為改變的例子,以至於研究人員擁有豐富的例項可供研究。 但僅僅記錄這些寄生蟲已經不夠了。 休斯說:“我們必須超越描述行為。 “現在人們正在嘗試研究寄生蟲如何改變行為。”
然而,事實證明,弄清楚這個謎題非常困難。 法國蒙彼利埃傳染病遺傳與進化研究小組和蒙特利爾大學生物系的科學家弗雷德里克·托馬斯說:“被改造的生物比我們之前認為的更復雜。”
隨著技術的進步,這個怪異領域的研究人員已經能夠開始對其中一些寄生蟲和宿主的基因組進行測序和解析蛋白質,以解開行為改變發生的位置。 萊夫裡說:“至少在某些情況下,其中一些寄生蟲會產生神經遞質或激素,這些神經遞質或激素會模仿宿主激素。”
然而,並非所有寄生蟲都是傳統的“奪身者”。
托馬斯說:“你可以很容易理解,當寄生蟲在體內時,它可以控制行為。” 但是,當它們在技術上不寄生宿主時,它們如何設法支配宿主的行為呢? 他補充說:“對我來說,這就像魔法一樣。”
異常織網的P. argyra在一定程度上證明了這一點,寄生蜂卵產在蜘蛛體外。 在另一個奇異的外部控制例子中,另一種黃蜂(Ampulex compressa)能夠控制蟑螂——透過注射到蟑螂的大腦中——並迫使蟑螂進入其巢穴,成為黃蜂幼蟲的食物和庇護所。
人類會是下一個嗎?
即使是人類也可能無法完全免疫這種操縱。 我們當今的許多行為似乎都符合其他物種的利益,例如搭便車的入侵物種和乘坐飛機的病毒,它們在幾個小時內就能跨越大陸。 但是我們也會被內部操縱嗎?
在某種程度上,是的。 也許最熟悉的例子是狂犬病,它會導致人類宿主——像其他哺乳動物一樣——過度流口水,從而傳播致命的病毒。 根據2005 年的PLoS ONE論文,研究人員甚至表明,感染瘧疾的人對蚊子更具吸引力,蚊子會將感染的血液傳播給另一個宿主。
這種有害的寄生現象確實在各個界別中廣泛存在。 埃克塞特的休斯說:“我們知道它已經進化了好幾次。” 所以,他想知道:“這是解決同一問題的不同方案嗎?”
為了理解這些神秘的行為是如何運作以及它們是如何出現的,研究人員還在尋求進化生態學的幫助。 他們正在較小的範圍內檢查這些行為。 例如,如果兩個幼蟲正在受控宿主上生長,例如P. argyra圓網蜘蛛,那麼當一個幼蟲成熟而另一個幼蟲尚未準備好出現時,蜘蛛的行為會發生什麼變化?
一些宿主已經進化出應對頻繁寄生現象的方法。 托馬斯指出,例如,一種經常被寄生蟲過早殺死的甲蟲已經透過增加性活動和產生更多後代來適應。
但令人不寒而慄的問題仍然存在:蟲子如何控制其他蟲子? 在一些更極端的例子中,休斯思考道:“一個界的成員如何改變另一個界的行為?” 在科學家找到答案之前,這肯定都是令人毛骨悚然的行動。