宿主被操控的奧秘

上世紀(jì)80年代，一位法國研究生發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象：一群群鉤蝦在法國南部的海面上游蕩。這是很不正常的現(xiàn)象，因?yàn)檎Ｇ闆r下，這種小型甲殼類動物只會待在海底。于是，她開始調(diào)查這是為什么。她很快發(fā)現(xiàn)，那些浮在海面上的鉤蝦的腦部都有吸蟲類的寄生蟲存在，而那些在海底的鉤蝦卻沒有。這一現(xiàn)象與上世紀(jì)70年代加拿大研究人員的發(fā)現(xiàn)很相似。當(dāng)鉤蝦被一種叫棘頭蟲的寄生蠕蟲感染時，會改變它的回避功能；不再回避亮光，而是向著有光的地方游去。

生物學(xué)家把體內(nèi)或體表被寄生蟲暫時或永久性寄生的動物稱為宿主。大部分寄生蟲只寄生于一種宿主，在一個宿主體內(nèi)完成其發(fā)育史；少數(shù)則能寄生于多種宿主，即在幼蟲和成蟲階段分別寄生于不同種類的宿主。棘頭蟲和腦吸蟲正是能寄生于多種宿主的寄生蟲。當(dāng)它們的卵隨著最終宿主的排泄物一起被排放出來，正好又被鉤蝦攝取了，于是就使鉤蝦這一宿主的行為發(fā)生了改變：或是正趨光性，即從回避亮光到游向光明；或是轉(zhuǎn)換趨地性，即離開海底朝水面游動。

被感染的鉤蝦還改變了對嗅覺和機(jī)械刺激的反應(yīng)，能將自己彎曲到極致，并緊緊地包裹遇到的固體碎片。所有這些改變都加大了鉤蝦被棘頭蟲和腦吸蟲的下一個宿主，也是最終宿主——魚類、鴨子、麝鼠和海貍等捕食的可能性。

2002年，法國科學(xué)家發(fā)表報告：感染上毛細(xì)線蟲的包括蟋蟀在內(nèi)的昆蟲有“自殺傾向”，自愿跳入它們能找到的任何水源。蟋蟀是陸棲昆蟲，不喜歡水。所以當(dāng)法國研究人員觀察到，森林里的蟋蟀在尋找池塘，并且毫不遲疑地往下跳時，就意識到不對勁了。他們花了兩年的時間去觀察法國南部森林附近的一個露天游泳池，發(fā)現(xiàn)總共有9種不同種類的昆蟲行為反常；明明是陸棲昆蟲，卻往水中跳。檢查結(jié)果表明，這些昆蟲都感染上了毛細(xì)線蟲。

和線蟲相比，毛細(xì)線蟲是一種大型寄生蟲，可以感染魚類、青蛙、蝸牛，也可以感染陸棲昆蟲，例如蟋蟀。成年的毛細(xì)線蟲能在水中自由生存。交配后，平均每個雌性毛細(xì)線蟲能產(chǎn)1000萬枚卵。卵會沉到水底，在2～4星期內(nèi)長成幼蟲。幼蟲會一點(diǎn)一點(diǎn)移到水面，直至盯上一條路過的水棲昆蟲的幼蟲，例如蚊子的幼蟲，然后鉆進(jìn)其體內(nèi)，并自動形成包囊。當(dāng)水棲昆蟲的幼蟲慢慢蛻變成為在陸地飛行的昆蟲，例如蚊子，毛細(xì)線蟲也跟著上岸了。當(dāng)蟋蟀捕食受感染的蚊子時，它同時也攝取了毛細(xì)線蟲的幼蟲。幼蟲刺穿腸道進(jìn)入蟋蟀的體腔內(nèi)，并在那里待上4～20周，直至成年。問題在于成年的毛細(xì)線蟲必須回到水中才能完成其生命周期，但蟋蟀不喜歡水，從不冒險走近水池，所以毛細(xì)線蟲必須想出操控它的辦法。

法國科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，受毛細(xì)線蟲感染的昆蟲在視覺上會有很大的改變；未受感染的都會避光，受到感染的則會像鉤蝦那樣“棄暗投明”。這真是一個絕妙的辦法。如果你是這種蟋蟀，在黑夜里，在森林中就會不由自主地朝著有光亮的地方走去。有生活經(jīng)驗(yàn)的人都知道，在大多數(shù)情況下，在黑夜中的地上，那些看上去有亮光的地方，十有八九是有水的地方。當(dāng)蟋蟀溺水身亡后，毛細(xì)線蟲感染到了水的氣息，就會從宿主體內(nèi)出來，去完成它的生命周期。

一條本來貪吃的毛毛蟲突然連續(xù)好幾天停止了進(jìn)食，是食物不對胃口，還是消化不良了？不，是因?yàn)辄S蜂的幼蟲進(jìn)駐了它的體內(nèi)，正在咬嚙其組織并分泌出消化酶來穿透它的體壁。與此同時，神通廣大的入侵者還使毛毛蟲大腦內(nèi)一種叫“章魚胺”的神經(jīng)激素開始大量釋放，著了魔的毛毛蟲因此停止了進(jìn)食。在之后一段時間內(nèi)，“章魚胺”的數(shù)量仍將維持不減，但不進(jìn)食的毛毛蟲仍然具有防御反射功能，以保護(hù)自己不受節(jié)肢動物的侵害。就這樣，黃蜂的幼蟲成功地將宿主從一個“吃貨”變成了自己的溫室、養(yǎng)料的來源和忠實(shí)的保鏢。

蟑螂即使被斬首后還能夠存活九天，可見其生命力有多頑強(qiáng)。但是，如果遇上了雌性的寶石黃蜂，蟑螂就慘了。為了制服蟑螂，雌性的寶石黃蜂會蜇蟑螂兩次：先蜇蟑螂胸部，達(dá)到暫時麻痹其前腿的功能；再蜇蟑螂的頭部，并將自己的毒液注射到蟑螂腦部的一塊特定區(qū)域，進(jìn)一步削弱蟑螂的反抗能力。這樣，雌性的寶石黃蜂就能抓住蟑螂的觸角，把它拖到自己的巢穴中；再將卵產(chǎn)在蟑螂身上，并且把它們都隱藏在自己的巢穴內(nèi)。兩天后，黃蜂幼蟲就被孵出來了；它們先在蟑螂的大腿上鉆個小洞，開始享用蟑螂。幾天以后，它又在蟑螂的腿部鉆一個大洞，并由那兒進(jìn)入蟑螂的腹部，繼續(xù)享用蟑螂的內(nèi)臟器官；直至一個月后，從蟑螂的腹部化蛹而出。就這樣，可憐的僵尸般的蟑螂就像一個生物儲藏柜，先是堆放著卵，等它們孵出后，再慢慢地被消耗殆盡。

最先注意到這一奇怪現(xiàn)象并進(jìn)行完整描述的，是一個從事農(nóng)業(yè)工作的美國人。他認(rèn)為寶石黃蜂是“益蟲”，并將它引入夏威夷，作為一種生物手段用來控制蟑螂的數(shù)量。從那以后，人們對于寶石黃蜂操控其宿主的手段有了更多的了解。

2003年，以色列科學(xué)家證實(shí)，雌性的寶石黃蜂注射的毒液主要都分布在蟑螂的腦神經(jīng)節(jié)上，尤其是食道上神經(jīng)球和食道下神經(jīng)球，這樣一來，蟑螂的腦袋就被黃蜂控制住了。令人困惑的是，黃蜂是怎樣蜇進(jìn)蟑螂腦部的特定區(qū)域的？因?yàn)轶氲氖车老律窠?jīng)球是很難被蜇到的。以色列科學(xué)家對此解釋說，黃蜂需要花上5分鐘時間去叮蜇，它們需要依靠一些機(jī)械感受反饋來檢測是否刺到了蟑螂腦部的特定區(qū)域。

貓和老鼠，是地球人都知道的一對捕食者和被捕食者。事實(shí)上，貓也好，老鼠也罷，都有自己的一套躲避天敵的防御策略。例如，老鼠天生對于貓尿氣味有恐懼感；一旦發(fā)現(xiàn)貓尿，“三十六計，走為上”。但天下事無奇不有，這世上竟然還有對貓尿氣味特別感興趣的老鼠；正是這種致命的吸引，導(dǎo)致它們更容易被貓抓住吃了。研究人員發(fā)現(xiàn)，所有經(jīng)不住貓尿誘惑的老鼠，都被一種叫做“弓形蟲”的原蟲感染上了。

寄居在老鼠身上的弓形蟲，為了有性繁殖，必須進(jìn)入貓的腸道；為此，一條最簡捷的途徑就是讓老鼠被貓吃了，這樣弓形蟲就會被釋放到貓的腸道內(nèi)。問題在于，老鼠天生對貓唯恐避之不及，豈不是減少了弓形蟲進(jìn)入貓腸子的機(jī)會？但弓形蟲自有辦法。弓形蟲的包囊分布在老鼠的專門負(fù)責(zé)掠奪和性刺激意識的小腦扁桃體上；有了包囊的干涉，就磨滅了老鼠對貓先天性的躲避行為。美國科學(xué)家的研究證實(shí)，受弓形蟲感染的老鼠對貓尿的興趣，與未受感染的老鼠遇到發(fā)情雌性的興趣相比，有過之而無不及。由于弓形蟲以卵囊的形式散布在貓的排泄物里，被貓尿吸引的老鼠就會繼續(xù)攝取其中的寄生蟲；隨著體內(nèi)積聚的弓形蟲越來越多，老鼠離被貓吃掉的時刻就越來越近了。

寄生蟲需要依賴宿主，但是如果它們的宿主被獵食者吞噬了，這些寄生蟲的命運(yùn)也就不樂觀了。但法國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有一種寄生蟲，在宿主被吃后，居然有從獵食者口中逃脫的本領(lǐng)。這是一種名叫“三突擬鐵線蟲”的寄生蟲，它的幼蟲寄生在螞蚱、蟋蟀等身上。當(dāng)幼蟲長大，需要進(jìn)入水中繼續(xù)其生命周期時，它會分泌能控制宿主中樞神經(jīng)細(xì)胞生長的特定蛋白，使宿主因神經(jīng)紊亂而跳水“自殺”。

很有可能的是，當(dāng)宿主跳入水中并不斷掙扎，而且三突擬鐵線蟲還沒有脫離宿主時，宿主就成了魚或者青蛙的口中食。但臨危不懼的三突擬鐵線蟲竟然可以沿著獵食者的腸壁往外爬，并最終從獵食者的口、鼻或者鰓中逃脫。這一“虎口脫險”的過程通常需要8分鐘，其成功的幾率因獵食者而異，一般在18%～35%之間。不過，如果三突擬鐵線蟲沒有在其宿主被吞食的最初5分鐘內(nèi)開始行動，那么等待它的只有被消化掉的命運(yùn)了。