本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
下次當您發現自己成為蚊子的美餐時,請記住這段影片
這是Strelkovimermis spiculatis——一種寄生線蟲,或稱圓蟲——正悠閒地從一隻倒黴的、即將死去的蚊子幼蟲體內逃脫。當線蟲滑出來時,幼蟲抽搐的方式令人揪心。即使在線蟲撤離完成且幼蟲撕裂的表皮張開,註定死亡之後,您仍然可以看到可憐的幼蟲的生命體徵在跳動。看來,感染線蟲的蚊子幼蟲最終獲得了阿茲特克人祭祀體驗的額外微小滋味。
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您可能認為人類擁有這個星球。您錯了。像這段影片中的這種蠕蟲是地球的動物霸主;線蟲是地球上數量最多的動物。它們不僅僅是微弱的多數。地球上每五種動物中就有四種是線蟲。
內森·奧古斯都·科布,一位為美國農業部工作的線蟲學家,在1915年曾以這種方式著名地表達
簡而言之,如果宇宙中除了線蟲以外的所有物質都被清除,我們的世界仍然可以模糊地辨認出來,而且如果我們作為無形的靈魂可以調查它,我們會發現它的山脈、丘陵、山谷、河流、湖泊和海洋都由一層線蟲薄膜代表。城鎮的位置是可以辨認的,因為每當人類聚集的地方,就會有相應的某些線蟲聚集。樹木仍然會像幽靈般的行列一樣站立,代表我們的街道和公路。各種植物和動物的位置仍然是可以辨認的,而且,如果我們有足夠的知識,在許多情況下,甚至可以透過檢查它們以前的線蟲寄生蟲來確定它們的物種。
地球上沒有生物可以倖免。科林·塔奇在《生命的多種多樣性》中指出,有人認為地球上每兩種動物物種中就至少有一種線蟲寄生蟲物種只與它共生。僅舉一個例子,這是亞歷克斯·懷爾德拍攝的一張生動的照片,照片中是一隻來自貝里斯的螞蟻,腹部充滿了線蟲。“我無法想象一隻感染了索線蟲的昆蟲會有什麼感覺,”他寫道。“如果按人類的體型比例放大,索線蟲至少會像一條蟒蛇一樣侵入腸道。”
在另一個極端,已知最大的線蟲是Placentonema gigantissima,它可以在其宿主——抹香鯨的胎盤中達到約30英尺長。我設法找到了一張據稱是這種巨獸的照片;我特別喜歡其標題中的第四個要點。我想知道:這種線蟲是如何從一個宿主傳播到另一個宿主的?當然,抹香鯨不像狗,如果您明白我的意思,而且它們也不必擔心洗手。
在植物世界中,根結線蟲爬入根部並釋放化學物質,使根部腫脹成腫瘤,吸取植物地上部分的養分。在這些腫瘤的核心,雌性線蟲從怪異的、多核的“鉅細胞”中吸取汁液。它們靠這種豐富的食物茁壯成長,反過來也膨脹成它們自己怪異的氣球,然後在它們巨大的背面擠出一團黏糊糊的卵。它們對我們的影響不小;美國植物病理學會估計,植物病原線蟲造成了全球14%的作物損失。
離我們更近的是,鉤蟲病、河盲症和象皮病等線蟲疾病困擾著人類,而“蠕蟲”是貓和狗的主要寄生蟲。考慮一下最近令人震驚的新聞,英國布里斯托爾的狗每兩天在其8噸糞便中產生相當於地球上人類數量的蛔蟲卵(對於那些在家中跟蹤的人來說,那是70億)。這些蠕蟲會導致意外攝入泥土後的人類失明。壞主人。真壞。
並非所有線蟲都是寄生蟲。有些像我們其餘的人一樣為了生計而工作,在水或土壤中覓食。有些是掠食性線蟲,它們使用刺穿性口針來攻擊和吞噬原生生物或其他微生物。這是掠食性線蟲Pristionchus pacificus刺穿並吸取實驗室大鼠線蟲Caenorhabditis elegans的生命。您可以看到C. elegans的生命體液有節奏地流入P. pacificus的食道*。
其他線蟲是腐生生物,靠它們可以找到的任何美味殘渣為生。水、土壤、植物和真菌中都充斥著它們。腐爛的蘋果中成千上萬的線蟲。這位作者在大學生物實驗室裡有點不安地發現,在一片看起來很美味的蘋果片上,顯微鏡下觀察到一條活潑的線蟲。“在我們的生命中,我們無意中吃喝了大量的圓蟲,”我的大學生物課本令人作嘔地解釋道。
土壤和沉積物中線蟲特別豐富。它們佔海洋沉積物中生命形式的90%。土壤中有如此多的線蟲,以至於整個真菌群都致力於捕獲和吞噬它們,正如大衛·艾登堡堡在這裡解釋的那樣
艾登堡堡沒有提到,但除了著名的充氣套索外,真菌還進化出了各種各樣的線蟲陷阱和羅網。有些具有粘性陷阱;另一些編織網。
至於我們第一個影片中的英雄(或反派?),由於Strelkovimermis會攻擊多種蚊子種類,科學家們理所當然地對它作為潛在的生物防治劑產生了興趣。蚊媒疾病殺死了很多人類,因此這種小蠕蟲的殺戮技能可能為許多貧困人口拯救生命。
S. spiculatus卵可以保持休眠甚至脫水狀態數月。但是,在錯誤的時間孵化會付出高昂的代價:如果新孵化的幼蟲在24-48小時內未能找到自己的蚊子家園,它們就會死亡。羅格斯大學媒介生物學中心的科學家們推測,卵一定有一種非常準確的方法來判斷蚊子幼蟲是否在附近。但是,他們問道,蚊子幼蟲的什麼特性刺激了Strelkovimermis卵的孵化?
是蚊子幼蟲的氣味嗎?還是它們蠕動的方式?
因此,他們將Strelkovimermis卵暴露於先前暴露於蚊子幼蟲的水中,以及他們迷人地稱之為“人工幼蟲”的東西。翻譯過來:一段三毫米長的鐵絲,塗上熱熔膠,滴入水中,並被普通的磁力攪拌器而不是史密斯-韋森手槍說服跳舞。
他們發現,雖然幼蟲的氣味在刺激卵孵化方面效果相當好(在暴露於幼蟲的水中孵化率為33%,而在普通對照水中為12%),但人工幼蟲本身幾乎沒有效果(孵化率為17%)。但是,在帶有幼蟲氣味的水中加入扭動的假蚊子,放大了單獨氣味的效果,並說服超過一半——約60%——的卵孵化。當然,真正的蚊子幼蟲效果最好,但只比模仿品略好:約73%的卵孵化。對於幼蟲氣味和熱熔膠槍幾秒鐘的組合來說,這是一個相當令人印象深刻的壯舉。
有趣的是,作者的結論是,在蚊子只在注滿水時才繁殖的臨時水池中,釋放幼年線蟲尋找宿主來控制蚊子的當前策略是合理的。但在池塘或其他永久性水體中,他們認為當前的策略是錯誤的。由於幼年線蟲只能存活一兩天,如果它們沒有偶然遇到宿主就會死亡,而休眠卵可以存活數月並在沒有任何我們的幫助下進行宿主“監視”,他們得出結論,釋放休眠卵、成蟲,甚至預先感染的蚊子幼蟲更有意義。幾乎任何東西都行,但感染性幼年線蟲除外。科學萬歲!
無論它們的運作方式如何,像Strelkovimermis這樣的線蟲都生活在地球上您能想到的任何地方。即使是岩石也無法抵抗它們。線蟲已從南非金礦中近兩英里深的裂縫中捕撈出來。根據美國農業部科學家科布的說法,有一種線蟲僅從德國毛氈啤酒杯墊中被描述出來。
由於線蟲沒有翅膀,我們可能會推測只有一個避難所:天空。
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*正如影片作者所指出的,P. pacificus擁有與C. elegans相同數量和配置的神經細胞。然而,它具有捕食行為,而C. elegans卻沒有。嵌入影片的作者對這可能是為什麼感興趣。
感謝部落格“每日寄生蟲”的好心人發表了這篇文章,啟發了本文。
