奇妙的事物:長成柺杖糖的變形蟲

水生昆蟲的後腸是一個令人驚訝的時尚場所,裡面充滿了類似家居物品的微生物

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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


柺杖糖?牧羊杖?Ecdyonuridaei副變形蟲。比例尺 = 25微米。圖片來源:瓦萊 2014

作者注:這是

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在西班牙和法國的溪流中,某些蜉蝣若蟲的後背裡住著一種形狀像柺杖糖的變形蟲。您可能會問,它為什麼會選擇這樣的住所和外觀?對於第一個問題,我可以說:每個人都喜歡免費的午餐。至於第二個問題:我真的不知道。

然而,稱其為變形蟲可能有點牽強。它只有在其生命的短暫部分才是變形蟲。“變形蟲”(非斜體)是一種描述,而不是分類。變形蟲基本上是無定形的單細胞真核生物,是含有細胞核和一大堆其他花哨細胞結構的生物(除了細菌和古菌之外,所有生物都是真核生物)。

最大的變形蟲類群,即

變形蟲門,是每個人想到變形蟲時都會想到的那種,就像本部落格頂部圖片中的那樣。但是,還有許多其他微生物類群在其生命的各個階段都會產生變形蟲。其中一種是副變形蟲屬,這是一類大約有17種已知微生物的類群,稱為原生生物

這些生物產生孢子,這些孢子會尋找幼蟲或若蟲的水生昆蟲,通常是蒼蠅、石蠅蜉蝣。一旦與上述寄主接觸,孢子就會萌發,形成一個小的單細胞囊狀或絲狀體,其形狀各異,可以是直的、分支的、彎曲的、或彎成撬棍、鹿角、迴旋鏢或柺杖糖狀(並且在至少一種情況下,長達驚人的2毫米)。

撬棍?埃及象形文字?角形副變形蟲。比例尺 = 25微米。圖片來源:瓦萊 2014

這種形狀奇特的生物會將自己粘在昆蟲消化道的末端。在那時,副變形蟲會吞食任何碰巧進入其體內的剩餘物。目前尚未知曉該生物對昆蟲有任何益處(儘管這很可能是由於缺乏觀察,而不是沒有提供益處),但似乎也沒有造成任何傷害。

當然,將自己焊接到水生昆蟲的後部會帶來一個相當關鍵的生存問題:昆蟲會不時地蛻下外骨骼,而不幸的是,這包括你居住的表面,當然也包括你。後腸是昆蟲生殖道的禮貌性末端,與外骨骼相連,所以當外殼脫落時,它也跟著一起脫落。你不能簡單地將自己鬆開。你該怎麼辦?

為了克服這個障礙,副變形蟲已經進化出感知蛻皮即將發生或昆蟲受傷的能力。這種警告會觸發從附著在後腸上的母體釋放出淚滴形的變形蟲。這些細胞被釋放到世界後,作為良好的變形蟲,它們實際上會爬行或遊動一小段距離來尋找庇護所,通常方便地位於昆蟲附近新脫落的外骨骼內。然而,最終,變形蟲會形成包囊。在這些包囊內部,會形成孢子並隨後釋放。當孢子在適當的位置遇到適當的寄主時,它們會萌發,開始整個迴圈。

四叉鹿角?阿維特魯維恩斯副變形蟲。比例尺 = 25微米。圖片來源:瓦萊 2014

未成熟的阿維特魯維恩斯副變形蟲與迴旋鏢非常相似。 圖片來源:瓦萊 2014

生活在水生昆蟲若蟲體內的撬棍狀生物似乎是你能找到的最不起眼的東西了——直到你考慮到地球上水生昆蟲的總數以及由此產生的潛在地盤。突然之間,它們似乎並沒有那麼不重要了。考慮到另外兩個原生生物類群——

變形菌屬微孢子蟲綱——以及兩類真菌,即毛黴目無擔子菌目,都進化成生活在同一個地方,做著或多或少相同的事情,水生昆蟲的後背確實是一個廣泛而時尚的聚集地。事實上,副變形蟲最初被誤認為是這樣的真菌,因為它的絲狀習性和產生孢子的能力。

為什麼副變形蟲會採取如此奇特的形狀?顯然,更大的表面積可以產生更多的空間來吸收食物,但是為什麼是柺杖?為什麼是撬棍?為什麼是鹿角?為什麼它們沒有全部收斂成一個理想的形狀?如果蜉蝣若蟲的後背裡塞滿了形似家居用品的原生生物,它會怎麼想?生活在一個所有這一切都存在的星球上,會像我一樣讓你感到快樂嗎?

參考文獻

瓦萊,萊拉·瓜爾迪亞。“

來自地中海的副變形蟲屬(毛黴門,中黏菌綱)新種,並評論變形蟲目中的變形細胞”。《菌物學》106,第3期(2014年):481-490。

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