

恰逢 万圣节季,科学家们对一种名为 微小肝吸虫 的微小 寄生 扁形虫如何感染和控制蚂蚁大脑有了更深入的了解。凭借其复杂的四步周期,这种肝吸虫可能正在巧妙地适应每日气温变化,以感染更多宿主。这些发现 最近发表在《行为生态学》杂志上。
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第一步:僵尸蚂蚁
这种 寄生虫 在蚂蚁吃到沾有肝吸虫幼虫的 蜗牛 黏液球后,会劫持蚂蚁的大脑。幼虫随后在大脑中成熟,寄生虫可以驱使蚂蚁爬到草叶上并咬住草叶。这种策略性的高度使其下一种潜在宿主——牛、羊、鹿或其他食草动物——更容易吃到肝吸虫,并为寄生虫提供另一个生活和繁殖的场所。这项新研究发现,肝吸虫甚至可以让蚂蚁在 气温过高时爬回草叶下方。
“让蚂蚁爬到草叶高处,以便在清晨和傍晚牛或鹿进食时被吃掉,然后又爬下来避开太阳的致命光线,这非常聪明。我们的发现揭示了一种比我们最初认为的更复杂的寄生虫,”哥本哈根大学生物学家、该研究的合著者 Brian Lund Fredensborg 在一份声明中说。Fredensborg 与他以前的研究生 Simone Nordstrand Gasque(现为荷兰瓦赫宁根大学的博士生)一起进行了这项研究。
在他们的 研究中,该团队在丹麦罗斯基勒附近的 Bidstrup 森林给数百只受感染的蚂蚁贴上了标签。“给蚂蚁的后腹部粘贴颜色和数字需要一些技巧,但这使得我们能够更长时间地追踪它们,”Fredensborg 说。
研究小组观察了 受感染的蚂蚁在湿度、光线、一天中的时间以及温度下的行为,很明显温度对其行为有影响。在较低的温度下,蚂蚁更有可能附着在草叶的顶部。当温度升高时,蚂蚁会松开草叶并爬下来。
“我们发现了温度与蚂蚁行为之间的明确相关性,”Fredensborg 说。“我们开玩笑说找到了蚂蚁的‘僵尸开关’。”
第二步:食草动物
一旦肝吸虫感染了蚂蚁,数百只寄生虫就会侵入昆虫的身体。只有其中一只寄生虫会到达大脑,在那里它会影响蚂蚁的行为。其余的肝吸虫则隐藏在蚂蚁的腹部 的肠道内。在那里,肝吸虫会穿过胆管进入肝脏,在那里吸血并发育成为成虫,开始产卵。
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“在这里,可能有数百只肝吸虫等待蚂蚁将它们带入下一个宿主。它们被包裹在一个囊中,可以保护它们免受后续宿主胃酸的侵害,而控制蚂蚁的肝吸虫则会死亡。可以说,它是为了其他肝吸虫而牺牲自己,”Fredensborg 说。
然后,虫卵会在宿主动物的粪便中 排出。
第三步:蜗牛
一旦肝吸虫卵被排出,它们就会留在地上,等待蜗牛爬过并 吃掉 粪便。当虫卵进入蜗牛体内后,它们会发育成幼虫,进行无性繁殖,数量可以达到数千只。
“历史上,寄生虫一直没有得到太多关注,尽管有科学来源称寄生性是分布最广泛的生命形式,”Fredensborg 说。“部分原因在于寄生虫很难研究。”
第四步:黏液球
为了离开蜗牛并进入下一个宿主, 幼虫会使蜗牛咳嗽。然后,肝吸虫会以一团黏液的形式从蜗牛体内排出。蚂蚁会被这种湿润的黏液球吸引,吃掉它,并无意中摄入更多肝吸虫幼虫,从而重新开始循环。
这种微小的肝吸虫在丹麦和世界其他温带地区广泛存在,研究人员仍在努力了解它们如何控制宿主大脑的机制。
“我们现在知道温度决定了寄生虫何时会控制蚂蚁的大脑。但我们仍然需要弄清楚寄生虫使用哪种化学物质组合来将蚂蚁变成僵尸,”Fredensborg 说。“尽管如此,寄生虫的隐秘世界构成了生物多样性的重要组成部分,通过改变宿主的行为,它们可以帮助决定自然界中谁吃什么。这就是为什么它们对我们来说很重要。”