果蠅利用酒精進行自我治療，但事後感到不適

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映的是作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。

本文是關於文明、真菌和酒精的六篇迷你係列文章中的第二篇（第一篇請點選此處），這些文章將在五天內釋出。

有時科學家會被問到是否有愛好。接下來是尷尬的停頓。並不是說科學家沒有愛好，而是他們的愛好往往是在家做和工作中完全相同的事情。例如，我在一個充滿魚類生物學家的部門工作。這些魚類生物學家似乎很喜歡釣魚，作為一種愛好，他們經常釣的是他們白天研究的同種魚。科學家對他們的獵物所產生的情感不會在他們回家後就消失。

當果蠅生物學家託德·施倫克（現任職於埃默裡大學）在研究生院培養愛好時，他是在自家後院捕捉果蠅。捕捉果蠅很容易。雖然運氣好的話，一天可以抓到一百條魚，但託德可以在一個罐子裡抓到數百隻果蠅，有時是許多不同的物種。這是一個很好的愛好。他真的很喜歡。看到所有的果蠅是一種樂趣。你永遠不知道會看到什麼。任何一個罐子都可能裝有稀有物種或揭示新的行為。不管你的一天有多糟糕，如果你回家看到一個新的果蠅物種，那一天就是美好的一天。缺點是果蠅會跟著託德·施倫克無論他走到哪裡¹。

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[圖片1：託德·施倫克正在搜尋鄰居的堆肥，並高興地吸出果蠅。]

有一天，當託德檢查他的果蠅時，他看到了一些奇怪的東西。這將改變他的一生。一隻黃蜂正在從一個果蠅幼蟲爬到下一個。它很小，很精緻，也很致命。正如他後來發現的那樣，黃蜂正在使用它針狀的產卵器將卵注射到果蠅幼蟲體內。然後黃蜂卵孵化，從內部消耗果蠅，一旦變態，就會破開它們借來的皮，長出翅膀，重生。託德對果蠅和黃蜂的故事著迷了。這是一種到處都在發生的戰爭，或者至少在爛香蕉中是這樣，而在他的生活中，爛香蕉隨處可見²。

[圖片2：一隻黃蜂將卵注入果蠅幼蟲的身體。]

地球上存在的這些被稱為寄生蜂的黃蜂物種比鳥類或哺乳動物的物種還要多，多得多³。它們的劇目是最常重複上演的戲劇之一，一齣莎士比亞式的悲劇在數十億個小舞臺上上演。在你的周圍，無論你是否意識到，動物正在從其他動物的體內誕生。仔細聆聽，你幾乎可以聽到胸部裂開的聲音和長著翅膀的仙女般黃蜂誕生的聲音。一旦它們交配，這些黃蜂就是好母親，無論如何都比平均水平要好。像她們自己的媽媽一樣，她們把卵放在有食物和保護的地方，在其他動物的體內。為此，黃蜂必須找到它們的宿主，熟練地飛行以便在宿主逃跑和躲避時將卵產在它們體內，具有長度和寬度都恰好合適的卵針，以便將卵產在足夠深但不至於太深的地方，並透過化學物質和其他詭計來躲避宿主的免疫系統，這樣宿主的免疫系統就不會殺死她珍貴的孩子。出於這些原因，黃蜂通常只在一種或少數幾種宿主物種中產卵，這些物種是它們進化而來的，是它們邪惡的母性工具磨礪過的宿主。

託德已經開始研究的黃蜂是這些眾多物種中的一種，它與果蠅，或者更確切地說，與特定的果蠅物種黑腹果蠅展開了一場曠日持久的進化鬥爭。每一代，黃蜂都會進化得越來越擅長尋找果蠅，將卵產在這些果蠅體內，並使卵成熟為黃蜂。反過來，每一代，果蠅也會進化出反擊反應。正是這場進化戲劇成為了託德職業生涯的主要關注點，以及酒。

託德研究這些黃蜂和果蠅是出於純粹的著迷。它們正在交戰。如果果蠅有什麼想要的，那就是生存和交配。黃蜂也想要同樣的東西。它們的目標是相互矛盾的。但是，像大多數研究果蠅的數千人一樣，他也將它們的身體視為我們自己身體的微縮版本。果蠅是他可以反覆重演特定戰鬥並瞭解導致一方或另一方失敗的環境的玩具士兵。他可以重溫黃蜂和果蠅的歷史，但與此同時，他也希望瞭解人類和生活在我們體內的物種的故事，如果不是黃蜂，那麼就是細菌、病毒、蠕蟲等等。在這種背景下，託德開始想知道果蠅是否可以做的不僅僅是利用它們的免疫系統來與黃蜂作戰。他想知道果蠅是否偶然地將酒精用作一種武器。他想知道它們是否可以透過飲酒來獲得生命，並且，更遙遠地，他忍不住想知道我們是否也可以。

託德設想了兩個個體（果蠅和黃蜂）之間的競爭，其中受酒精影響最小的一方獲勝。託德認為果蠅可能比黃蜂更能承受酒精。他的想法是推測性的，但卻是合理的。果蠅以各種有毒物質為食，包括酒精，並且已經知道在某些情況下，果蠅比以果蠅為食的物種更能容忍更多的毒素。物種進化為能夠耐受它們最常接觸的毒素，否則它們會遭受痛苦，無法繁殖，並最終滅絕⁴。

[圖片3：準備從果蠅幼蟲的“皮膚”中孵化出來的黃蜂。]

託德的想法並不是他的果蠅同事經常研究的那種，但託德還沒有必要說服他的同事他的想法很有趣。他只需要說服興奮的年輕學生，而他做到了。尼爾·米蘭是與託德和有抱負的本科生巴林特·卡科索一起工作的研究生，他決定檢驗託德的想法。他們從高中實驗室可以做的簡單測試開始。他們將果蠅和黃蜂放在不同濃度的酒精中，觀察它們何時死亡。這比這稍微複雜一點，但並不多⁵。瞧！託德的預測成立了。果蠅可以處理最高濃度的酒精，其次是專門的黃蜂，然後是通用的黃蜂（據推測，它不太適應處理果蠅的詭計）。當他們進行後續實驗時，事情變得更加有趣。尼爾和巴林特回到實驗室，測試了黃蜂是否傾向於在飲用過高濃度酒精的果蠅幼蟲中產較少的卵。黃蜂避免有毒果蠅是合情合理的。哦，聰明的黃蜂，它們確實這樣做了。

當學生們觀察年長的果蠅（以及它們體內的年長黃蜂）時，他們看到了一些奇怪的事情。沒有飲用酒精然後被感染的果蠅可以透過在被黃蜂感染後飲酒來殺死黃蜂（以一種特別可怕的方式；果蠅體內的酒精會導致黃蜂的內臟溶解並從它們的肛門溢位）。這個簡單的觀察提出了一個瘋狂的可能性，一個只有熱愛果蠅並驚歎於它們聰明才智的人才會考慮的可能性。也許，果蠅可能能夠將酒精用作一種藥物，以殺死它們被感染後的黃蜂。這將要求果蠅能夠知道它們何時被感染，並透過在被感染時飲用更多酒精來做出反應，即使高濃度的酒精也會使它們生病。這很瘋狂，但有可能，而瘋狂的想法正是讓科學家們感到欣喜若狂的原因。突然間，兩位學生和託德發現自己正在進一步前進，小心翼翼地走上了一條投機的道路。從那裡他們伸出手，然後，當幾乎沒有什麼可以支撐他們時，他們跳了下去。

現代科學家在研究果蠅時所做的很多事情，類似於一種複雜的跳蚤馬戲團。果蠅被用來做一些事情，一些科學的把戲，這些把戲既能讓科學家們感到娛樂，又能教育他們。在每一項新的研究中，這些把戲都變得更加精緻。“觀眾們，這隻果蠅能跳過這個圈嗎？”變成了“觀眾們，這隻無翅果蠅能跳過這個燃燒的圈嗎？”在數以千計（是的，真的是數以千計）的果蠅實驗室中，這些把戲每天都在上演，通常以當時學生中流行的音樂為主題。

託德和他的學生們希望果蠅跳過的圈是標有“在生病時使用工具進行自我治療”的圈。這是一個離奇的圈，但很容易測試，所以他們讓果蠅跳了過去。在實驗中，一些果蠅被黃蜂感染了。另一些沒有。然後允許果蠅選擇在哪裡進食。對於託德和他的學生來說，這是一次令人緊張的實驗。如果被感染的果蠅進行自我治療，那將是令人興奮的。這將是一個“呀，科學真偉大，我不敢相信野生動物可以做些什麼。哦，我想知道這是否適用於人類”的時刻。但是，如果它們沒有，那麼，這將清楚地證明了果蠅不能做什麼，這無需多說，沒有人真正關心。

其他物種也會自我用藥。蒼蠅並非首例。有些螞蟻會採集樹脂來殺死細菌。有些猴子會吃馬陸。但不同之處在於，關於蒼蠅的問題似乎與人類有關。這裡不僅僅是比喻。如果蒼蠅可以透過飲酒來殺死體內的寄生蟲，這可能暗示同樣的事情也可能適用於人類。賓夕法尼亞大學的人類學家所羅門·卡茨（Solomon Katz）已經提出，也許人類開始飲酒是為了殺死體內的寄生蟲。在並不完全知情的情況下，託德正在進行對卡茨假設最直接的測試之一（見第一部分）。託德等待著，並儘量不去抱希望，但我們這是在自欺欺人。他希望蒼蠅選擇酒精。

時間流逝。一些蒼蠅死了。一些黃蜂出現了。做出了選擇。然後，只有在那時，才對資料進行分析，資料表明，是的，是的，是的，當感染時，蒼蠅會選擇飲用更多的酒精。飲用更多酒精的蒼蠅不僅可以阻止寄生黃蜂，還可以殺死它們。它們不僅可以殺死它們，而且當感染黃蜂時，它們往往會尋找酒精來殺死它們。這些為了生存而飲酒的蒼蠅，為了保持無寄生蟲狀態會喝得更多，即使這會讓它們有點不舒服。當寄生蟲問題更嚴重時，它們會喝得更多。換句話說，它們在類似於人類最早的定居點所遇到的情況下會喝得更多，在這種情況下寄生蟲很常見。即使喝更多的酒實際上會使它們更容易死於酒精，但比起死於黃蜂，它們的死亡可能性還是要小一些。託德和學生們欣喜若狂。他們的想法得到了證實。擁有一個想法並得到驗證的感覺是一種崇高而幸運的恩賜。它是快樂而短暫的，我是否提到了短暫。

從自然學家的角度來看，人們會想知道有多少其他物種是透過飲酒來進行自我治療的。從人類的角度來看，人們會想知道我們自己的體內是否也可能發生類似的事情。當然，我們不會被黃蜂感染，這些黃蜂會在我們的肉體裡產卵，而這些卵會變成幼蟲，從內而外地吃掉我們（儘管請看馬克·莫菲特（Mark Moffett）的身體）。可憐的傢伙們，這就是昆蟲宿主而不是脊椎動物的命運。但是，我們確實會遭受寄生蟲和病原體的侵害。我們是否有可能透過飲酒來殺死它們？

重複施倫克（Schlenke）對人類病原體的實驗並不難。當然，你不能用同樣的方式做。即使大學生可以喝酒，他們也會反對在週末被放在培養皿中。但這是可以實現的。實際上，蘇格蘭因弗內斯的學生珍妮特（Janet）已經做過一部分。像施倫克和他的學生一樣，一旦她開始思考酒精的好處，她就上癮了。她停不下來。

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[圖片4：巴倫特（Balent）和尼爾（Neil）看起來很時髦。]

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*這個故事中的所有圖片均由託德·施倫克（Todd Schlenke）拍攝。