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“哦，美麗是對死亡的誘惑，我沉迷於它甜蜜的誘惑。”——約翰尼·奎德，《搖滾幫》
閃爍著藍色和綠色的光芒，綠寶石蟑螂黃蜂確實是一種美麗的事物，但它閃閃發光的外表掩蓋了它殘酷的本性。綠寶石蟑螂黃蜂是自然界最令人印象深刻的神經化學家之一。從本質上講，它是一種寄生蟲。雌蜂將卵產在蟑螂宿主身上，當卵孵化時，幼蟲會從內部吞食蟑螂。你可能會認為蟑螂會反對這個想法，但相反，這種昆蟲會耐心等待它的命運，而幼蟲則逐漸成熟。蟑螂甚至比成年黃蜂大得多，肯定可以反擊，但這正是黃蜂巧妙地操縱神經化學的地方。當雌蜂遇到潛在的宿主時，它首先會刺傷蟑螂的腹部，暫時麻痺其前腿，使黃蜂能夠準確地棲息在其頭部。然後，它會再次刺傷蟑螂，這一次將毒液直接注入蟑螂大腦中稱為食道下神經節的部分。這不會殺死蟑螂。相反，它會讓蟑螂進入殭屍般的恍惚狀態。蟑螂的恐懼感降低，失去了逃跑的意志。它允許黃蜂像牽著狗一樣牽著它的觸角，把它帶到黃蜂的洞穴裡，在那裡蟑螂將為黃蜂未出生的幼崽獻出生命。即使從黃蜂刺傷蟑螂的大腦到飢餓的幼蟲將其活活吃掉，這期間過去了一週到一個月的時間，蟑螂完全有能力移動，但殭屍化的昆蟲卻一動不動。綠寶石蟑螂黃蜂將神經操縱提升為一種藝術形式，從而創造出完美的活體孵化器。
但是，儘管蟑螂已經變得無害，但未來的黃蜂卻受到其他生物的威脅。人類並不是唯一需要擔心食物變質的物種，綠寶石蟑螂黃蜂也是如此。蟑螂確實是很髒的生物，它們的體內寄居著一系列可能傷害黃蜂脆弱幼蟲的細菌。這些潛在威脅之一是粘質沙雷氏菌，一種在蟑螂體內發現的惡性革蘭氏陰性菌。它也是導致人類尿路感染和我們馬桶和淋浴中形成奇怪的粉紅色汙漬的細菌。在昆蟲中，它的影響更加致命。這種細菌擁有一系列分解蛋白質的酶，可以分解脆弱的幼蟲細胞。不過，幼蟲並非完全沒有防禦能力——正如今天發表在《美國國家科學院院刊》上的一項新研究表明，幼蟲黃蜂透過分泌抗菌化合物來消毒它們的食物。
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對於許多寄生蜂來說，微生物是一個嚴重的問題。對另一種黃蜂Microplitis croceip的研究發現，粘質沙雷氏菌的汙染會導致寄生蟲成功出現率降低 25%，即使是存活下來的幼蟲也可能被感染。當成年黃蜂暴露於這種細菌時，幾乎 80% 會死亡。綠寶石蟑螂黃蜂必須抵抗這個致命的敵人，否則將付出慘重的代價。
但是，如何保護自己免受食物內部細菌的侵害呢？嗯，你會像我們處理可能含有有害病原體的食物一樣：對其進行消毒。
來自德國雷根斯堡大學的古德倫·赫茨納（Gudrun Herzner）及其團隊注意到，幼蟲黃蜂會從口中分泌液滴，並在食用蟑螂食物之前將其散佈開來。他們懷疑這些分泌物會殺死潛在的致命細菌，使幼蟲可以安心進食。研究人員測試了口腔分泌物的抗菌活性，以檢視他們是否正確。
當新增到蟑螂的細菌培養物中時，這些液滴殺死了多種細菌，包括潛在的致命粘質沙雷氏菌。但是研究小組想知道更多：液滴中到底是什麼殺死了細菌？因此，研究人員分離了這些分泌物，並透過氣相色譜-質譜法來確定其中的物質的性質。他們發現了九種以前在黃蜂或蟑螂中未知的化合物。特別是，這些分泌物包含很大比例的兩種化合物，一種稱為 (R)-(-)-黴素的黴素，以及微環素，一種天然產物，可能掌握著治療耐藥性結核病的關鍵。這兩種化合物均顯示出廣譜抗菌活性，並且兩者的組合特別有效。
作為最後測試，他們提取了寄生和未寄生的蟑螂，並尋找這些化合物。從寄生的蟑螂中可以提取出相同的抗菌混合物，但從未寄生的蟑螂中則無法提取。因此，科學家們確信黃蜂幼蟲會產生並使用這些化合物來從內部消毒它們的食物。
作者寫道：“我們發現明確的證據表明，A. compressa幼蟲能夠透過使用其口腔分泌物中存在的抗菌劑混合物來應對P. americana宿主體內的拮抗微生物。” 雖然幼蟲使用的兩種化合物在其他動物中也曾發現，但這種組合以前從未在昆蟲或其他生物中發現過。
這些抗菌劑的廣譜性可能是黃蜂成功的關鍵。作者解釋說：“食物衛生可能至關重要，尤其是對於昆蟲脆弱的早期發育階段。” “A. compressa幼蟲在宿主體內發育過程中可能遇到的微生物範圍是不可預測的，可能包含各種型別的微生物，例如各種革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌、分枝桿菌、病毒、酵母和絲狀真菌。” 因此，黃蜂產生的抗菌化合物必須能夠抵抗各種潛在的汙染物，這一點至關重要。“分泌具有廣譜活性的抗菌劑混合物似乎代表了一種重要的前線防禦策略。”
這些誘人的黃蜂不僅精通神經化學，而且還精通微生物學，成為出色的寄生蟲。透過研究其特別有效的殭屍化策略，這種微小的黃蜂已經為我們提供了對大腦的深刻見解。現在，它正在揭示科學的另一個領域。這項研究是首批表明幼蟲寄生蟲具有保護自己免受微生物病原體侵害的能力的研究之一，但作者懷疑許多昆蟲物種可能具有類似的策略。這些小生物可能會成為對抗人類疾病的天然產物的重要新資源。誰知道像綠寶石蟑螂黃蜂這樣的昆蟲還保留著哪些其他藥物秘密，以及我們可能用它們的化學武器治療哪些疾病。
引用：Herzner G., Schlecht A., Dollhofer V., Parzefall C., Harrar K., Kreuzer A., Pilsl L. & Ruther J. (2013). Larvae of the parasitoid wasp Ampulex compressa sanitize their host, the American cockroach, with a blend of antimicrobials. PNAS Early Edition, DOI: 10.1073/pnas.1213384110