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第二章 未知土地 遊過心髒,在毛蟲體内戰鬥至死,以及寄生蟲的其他冒險

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,瘧原蟲必須将這種簡單的小體變成真正的細胞[換句話說,瘧原蟲必須将這種……,瘧原蟲侵襲并重構紅細胞的描述來自FoleyandTilley,1995,1998;Sinden,1985。

    ]。

    它在細胞中伸展出如迷宮般彼此糾纏的許多管道,一直延伸到紅細胞的細胞膜上。

    目前還不清楚瘧原蟲産生的管道是會突破紅細胞的細胞膜,還是會插入已經存在的孔道。

    無論實情如何,被寄生的紅細胞[無論實情如何,被寄生的紅細胞,Laueretal.,1997。

    ]現在都能夠将瘧原蟲生長所需的構件拖入細胞了。

     紅細胞的表面突然擠滿了孔道和管道,于是逐漸失去彈性。

    這對瘧原蟲來說有可能是緻命的,因為一旦脾髒發現紅細胞不再是它年輕時的模樣了,就會摧毀這個紅細胞——連同藏在它體内的所有寄生蟲。

    瘧原蟲進入紅細胞後,會立刻釋放出一些蛋白質,它們通過管道被運送到紅細胞的細胞膜内側。

    這些分子屬于一類常見的蛋白質,在地球上的所有生物體内都能找到。

    它們名為分子伴侶(chaperone),能協助其他蛋白質正确折疊和展開,即便在蛋白質被熱或酸破壞的情況下也依然如此。

    然而,瘧原蟲釋放出的分子伴侶似乎能保護紅細胞不受瘧原蟲的影響。

    在它們的協助下,紅細胞的膜骨架會伸展并重新緊緊地折疊起來,不顧寄生蟲制造的礙事結構。

     短短幾個小時後,經過瘧原蟲改造的紅細胞已經變得僵硬,不可能再僞裝成一個健康的小體了。

    于是瘧原蟲向紅細胞表面釋放出一組新的蛋白質。

    它們中的一部分在紅細胞表面下堆積成團,使得細胞膜看上去像是起了雞皮疙瘩。

     瘧原蟲随後用黏性分子刺穿這些疙瘩,它們能抓住血管壁細胞上的受體。

    這些紅細胞黏附在血管壁上之後,就會脫離身體的血液循環。

    瘧原蟲沒有去嘗試蒙混穿過脾髒這個屠宰場,而是幹脆避開了它。

    受到感染的紅細胞在大腦、肝髒和其他器官的毛細血管裡堆積起來。

    瘧原蟲會再花一天進行分裂,到最後紅細胞變得僅僅是一層繃緊的外皮,裡面包着一團鼓鼓囊囊的寄生蟲。

    最後,下一代瘧原蟲漲破紅細胞,去尋找其他的紅細胞入侵。

    死亡的紅細胞裡隻剩下一坨被榨幹的血紅蛋白。

    有一段時間,這個細胞曾經一度淪為寄生蟲的住所,它和人體内的其他任何細胞都不一樣,最後成了寄生蟲的垃圾場。

     旋毛蟲同樣是生物學上的創新大師[旋毛蟲同樣是生物學上的創新大師,Capoetal.,1998;Despommier,1990;Polvereetal.,1997。

    ],它在某些方面比瘧原蟲更勝一籌:它是多細胞動物,卻能生活在單個細胞内。

    這種線蟲在宿主腸道内從卵中孵化出來,然後會鑽開腸壁,通過循環系統穿行于身體之中。

    它跟随血流進入毛細血管,在那裡離開血流,然後鑽進肌肉。

    它會順着肌肉長纖維爬行,然後鑽進構成肌肉的某個長長的紡錘形細胞。

    19世紀40年代,科學家剛發現寄生在肌肉中的旋毛蟲包囊時,以為肌肉組織已經退化,寄生蟲在其中沉睡,在等待進入它的最終宿主。

    一開始,被入侵的肌肉細胞看上去确實會萎縮。

    構成細胞骨架并賦予細胞硬度的蛋白質逐漸消失。

    肌肉自身的DNA失去了制造新蛋白質的能力,旋毛蟲進入細胞後的幾天内,肌肉從瘦長有力變得平滑失序。

     但旋毛蟲破壞細胞隻是為了能夠重建它。

    旋毛蟲不會讓它宿主細胞的基因失效,事實上,基因會開始自我複制,直到增長至4倍。

    但增長後的基因現在聽從旋毛蟲的命令,制造蛋白質,将細胞變成旋毛蟲的舒适小窩。

    科學家一度認為隻有病毒才擁有這樣的基因控制能力,利用宿主的DNA來完成自我複制。

    他們後來意識到了,旋毛蟲是一種病毒性動物。

     旋毛蟲把肌肉細胞變成了寄生胎盤。

    它将肌肉細胞弄得松散柔軟,在細胞表面為新的受體騰出空間,以便攝取食物。

    旋毛蟲還會強迫細胞的DNA制造出膠原蛋白,在細胞周圍形成一個堅韌的囊體。

    它會讓細胞釋放被稱為血管内皮生長因子的信号分子。

    這種分子的正常功能是向血管傳遞信号,使血管長出新的分支,幫助傷口愈合或向正在生長的組織輸送營養。

    旋毛蟲利用這個信号來實現它自己的目标:以膠原蛋白囊體為模子,環繞它編織一個毛細血管網。

    血液攜帶營養通過這些血管流向肌肉細胞,使得寄生蟲在細胞内生長和脹大;旋毛蟲在細胞内來回晃動,探索它的小小天地,肌肉細胞随之鼓脹和呻吟。

     寄生蟲也能徹底重建植物的内部結構,就像在動物體内一樣。

    植物也有寄生蟲,這也許會讓你大吃一驚,寄生蟲在植物内簡直是泛濫成災。

    細菌和病毒愉快地生活在植物内,與動物、真菌和原生動物分享這個世界。

    (有一種錐蟲生活在棕榈樹内,它是引起人類昏睡病的寄生蟲的近親。

    )植物甚至會成為寄生植物的宿主[植物甚至會成為寄生植物的宿主,PressandGraves,1995;StewartandPress,1990。

    ],寄生植物會把根系插進宿主體内。

    寄生植物之所以會形成這種生存方式,是因為它們缺乏植物獨立生存所必需的某些技能。

    生活在鹽沼地帶的鳥喙花(bird'sbeak)是一種半寄生植物,它必須從鹽角草和其他能去除水中鹽分的植物體内竊取水分,但它能自己進行光合作用,也能從土壤中獲取其他養分。

    槲寄生(mistletoe)能進行光合作用,但無法從土壤中獲取水分和礦物質。

    肉苁蓉則無法自行獲取一切養分。

     有幾百萬種昆蟲和其他動物生活在植物上,但在1980年之前,很少有生态學家将它們視為寄生蟲。

    它們被視為草食動物,就像沒有脊椎的山羊。

    但北亞利桑那大學的生态學家彼得·普萊斯指出,這些動物與草食動物之間有一個本質性的區别。

    草食動物之于植物就像獵食動物之于獵物:它們都能把多個物種當作食物。

    郊狼樂于享用蝙蝠、兔子甚至貓,而羊也不會挑剔它吃的植物,羊走進一片田野,會愉快地啃食苜蓿、梯牧草和野胡蘿蔔。

    有些昆蟲,例如燈蛾毛蟲,像羊一樣吃草,會在不同物種的不同個體上咬幾小口,然後繼續向前爬。

    然而,也有許多昆蟲隻在一種植物上生活[然而,也有許多昆蟲隻在一種植物上生活,Thompson,1994。

    ],至少在它們的一個生命階段内是這樣。

    一隻毛毛蟲在一株乳草上從卵變成蛹,它和隻能生活在人類腸道裡的成年縧蟲并沒有什麼區别。

    許多以植物為食的昆蟲在單獨的一株植物上度過一生,按照宿主的生命軌迹塑造自己的生活。

     生活在植物根部的線蟲[生活在植物根部的線蟲,根結線蟲的概況可見Bird,1996;Niebel,etal.;1994。

    ]極為有力地證明了普萊斯的觀點。

    這些寄生蟲是可怕的害蟲,摧毀了全世界所有經濟作物中的12%。

    其中有一個特别的物種叫根結線蟲(root-knotnematodes),完全是旋毛蟲在植物界令人不安的鏡像。

    根結線蟲從土壤中的蟲卵裡孵化出來,爬到植物根系的尖部。

    它的口器中有一根中空的尖刺,它會把尖刺刺進植物根部。

    根結線蟲的唾液會使得根系的外層細胞爆裂,釋放出一小塊空間,根結線蟲就從那裡鑽進根部。

    它在根部内的細胞間向前鑽,直到抵達根系的核心。

     根結線蟲随後會刺穿周圍的幾個細胞,注入一種特殊的毒素。

    細胞于是開始複制DNA,外來基因制造出大量蛋白質。

    這些根系細胞有一些在正常情況下不會激活的基因就此被打開。

    根系細胞的任務是從土壤中汲取水分和營養物質,然後将它們泵入植物的循環系統,後者是一個由導管和空腔構成的網絡,能将食物送往植物的其他部位。

    但是,在根結線蟲的魔咒下,根系細胞會反其道而行之,它開始從植物中汲取食物,細胞壁變得千瘡百孔,使得食物易于回流,它還會長出手指狀的贅生物,在其中儲藏食物。

    根結線蟲向被改造的細胞分泌分子,形成細胞間的某種吸管,用它來吸收從植物其他部位送來的食物。

    細胞被食物脹大,威脅要脹破整個根系。

    為了保護根系,根結線蟲會促使它周圍的細胞分裂,形成一個堅固的根結來承受壓力。

    就像旋毛蟲會說哺乳動物的遺傳語言,根結線蟲也學會了植物的語言。

     寄生蟲生活在一個偏離正軌的外部世界之中,無論是定向、覓食還是建立巢穴,這個世界都有它獨特的規則。

    獾給自己挖洞,鳥給自己壘窩,而寄生蟲往往會扮演建築師的角色,它施展生物化學的咒語,使得血肉變化成它們想要的形狀,一堆木闆旋轉着飛到一起,自己搭成一座房屋。

    即便在宿主的體内,寄生蟲也擁有自己怪異的内部生态。

     生态學家研究的是地球上的幾百萬個物種如何分享這個世界,但他們無法同時關注一整個星球,通常隻會把注意力集中在一個單一的生态系統上,這個生态系統也許是一片草原、一塊潮漫灘或一個沙丘。

    即便劃出了這樣的界限,其他的問題也還是會讓他們苦惱,例如不穩定的邊緣地帶、種子以各種方式從幾英裡外被吹來、從山坡另一頭繞過來的狼群。

    結果,生态學家最重要的一些工作都是在島嶼上完成的,這些島嶼在幾百萬年内被墾殖的次數屈指可數。

    島嶼是大自然自己建的隔離實驗室。

    生态學家在島嶼上搞清楚了栖息地的大小如何決定有多少個物種能生存其中。

    他們把這個知識帶回大陸,展示一個破碎的生态系統如何形成生态碎片,其中的生物如何滅絕。

     對寄生蟲來說,宿主就是一個活生生的島嶼。

    大宿主往往比小宿主擁有更多種類的寄生蟲[大宿主往往比小宿主擁有更多種類的寄生蟲,Poulin,1995。

    ],就像馬達加斯加擁有的物種比塞舌爾多一樣。

    類似的,宿主也有一些稀奇古怪的角落。

    寄生蟲能在其中找到不計其數的生态位,因為身體擁有數不勝數的不同位置供寄生蟲去适應。

    僅僅在一條魚的鰓上[僅僅在一條魚的鰓上,Rhode,1994。

    寄生蟲小生境的其他例子可見RobertsandJanovy,2000;KennedyandGuegan,1996。

    ],就有100種寄生蟲能找到各自不同的生态位。

    腸道看上去隻是個簡簡單單的圓筒,但對寄生蟲來說,每一段腸道都有獨一無二的酸度、氧含量和食物的組合。

    一種寄生蟲有可能會适應生活在腸道的表面上、覆蓋腸道的内膜上或指狀突起間的溝壑中。

    有14種寄生蟲會生活在鴨子的腸道中(一隻鴨子的寄生蟲總量平均為22000隻),每一種都以特定的一段腸道為栖息地,有時候鄰居間會有所重疊,大多數時候不會。

    寄生蟲甚至能找到辦法在人類眼睛中劃分領地:有一種寄生蟲生活在視網膜裡,一種在眼房裡,一種在眼白裡,還有一種在眼眶裡。

     假如寄生蟲在宿主體内能找到足夠多的生态位,它們往往不會為了血肉的小島而競争。

    然而假如它們都想要同一個生态位,往往就會爆發殘酷的争奪。

    舉例來說,有十幾種吸蟲能感染一隻淡水螺,但它們都需要在它的消化腺裡才能生存。

    寄生蟲學家破開淡水螺的外殼時[寄生蟲學家破開淡水螺的外殼時,KurisandLafferty,1994。

    ],通常不會在裡面找到十幾種不同的吸蟲,而是隻會發現同一種吸蟲的幾隻個體。

    吸蟲會吞噬競争者,會釋放化學物質,使得後來者難以入侵。

    生活在其他動物體内的其他寄生蟲也會相互競争。

    棘頭蟲進入老鼠的腸道後,會把縧蟲趕出最肥沃的區域,縧蟲隻能前往更靠近末端的一段腸道,在那裡更難以找到食物。

     不過,最狠毒和最缺乏鄰裡精神的行為還是非某類寄生蜂莫屬
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