蟋蟀噩梦中的寄生虫

The Conversation发参是长而线状的寄生虫,盘绕在宿主体内。它会生长到很大,占据宿主身体的大部分空间,等待合适的时机破体而出。但这还不是最可怕的,因为它还能耐受深度冷冻(-70°C),并继续感染它偏爱的宿主。幸运的是,这些宿主是一些昆虫和甲壳类动物。

成年的发参(属于线形虫门Nematomorpha)生活在水中,但在许多物种中,虫体在陆生昆虫体内发育。为了确保其在逃离宿主内脏时不会脱水,它会使用它的第一个诡计来操纵宿主。当它需要离开时,发参能够干扰宿主(通常是蟋蟀)的大脑,并说服它们寻找水源,这样成虫就可以逃出来繁殖。

但发参有一个复杂的生活周期,蟋蟀并非其一生中唯一感染的宿主。在进入蟋蟀体内之前,这种寄生虫以卵的形式开始生命,孵化成自由游泳的幼虫,然后需要感染水生无脊椎动物,如蜗牛或蚊子幼虫,才能进入其下一个发育阶段——囊蚴。之后,它需要被最终宿主——蟋蟀——吃掉,在那里它会发育成熟为一种又长又细的蠕虫,其长度是宿主的许多倍(见视频)。

幼虫照片来自发参生物多样性调查。Tommy Leung修改。

进入这些宿主并等待遇到下一个宿主的过程,可能会持续一整年。对于生活在温带地区的发参来说,寄生虫面临一个困境——在它们能够进入蟋蟀并发育成成虫之前,很可能冬天就会到来,一切都会开始结冰。

但发参Paragordius varius根本不惧怕雪、冰和冰冻条件——它只是泰然处之,静待时机。事实上,一项近期研究表明,它可以忍受在-30°C甚至-70°C下冷冻数周。当它解冻后,仍然完全有能力感染下一个宿主。

发参并非唯一能耐受冰冻的寄生虫——一些感染林蛙Rana sylvatica的线虫和吸虫幼虫也能做到。在冬天,林蛙会变成一个冰块,其器官通过葡萄糖和尿素等化学物质免受冻伤——也许青蛙的寄生虫也有类似的应对寒冷的方法。

另一种线虫Trichinella nativa,感染北极哺乳动物(如北极狐和北极熊)的肌肉,可以在-18°C下冷冻长达四年,并且仍然保持活性。虽然T. nativa感染的哺乳动物体温恒定,但它需要被捕食者或(更有可能)食腐动物吃掉才能完成其生命周期,因此它必须在被困在冰冻的尸体中保持存活,直到被潜在的宿主释放。

值得庆幸的是,这种耐寒能力非常罕见——深度冷冻在-35°C或更低的温度下持续很长时间,实际上被认为是有效清除Anisakis simplex(一种线虫寄生虫,也称为海豹虫)的方法,这种寄生虫有时存在于鱼类中。人们通过食用生鱼或未煮熟的鱼感染这种蠕虫,虽然它更喜欢感染海洋哺乳动物,但它仍然会导致非常严重的胃痛甚至过敏反应。

发参对深度冷冻的耐受性使其能够完成其生命周期,不受季节变化的影响,这对研究它们的科学家来说也是一大福音。通常,对发参这类在其生命周期中感染不同宿主物种的寄生虫进行实验室实验,在后勤上是一个难题。你必须维持许多不同生物(“牺牲”给寄生虫的潜在宿主)的种群,以维持其生命周期。如果你想通过从野外收集起始种群来建立实验室种群,那么在野外可能可以收集到寄生虫的各种阶段的时候,合适的宿主可能稀缺或不存在。但对于P. varius来说,科学家们所要做的就是将它们放入深度冷冻,暂停寄生虫的生命,直到有合适的宿主(或资金)可用以继续对它们进行研究。

所以,即使P. varius出于生存目的通常会让自身冷冻,它们也可以为了科学研究而被冷冻。

Tommy Leung不为任何会从本文中获益的公司或组织工作、咨询、拥有股份或接受其资助,也没有任何相关隶属关系。

本文最初发布于The Conversation。阅读原文

 

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