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第四章 真實的恐懼 寄生蟲如何吸血、把宿主變成閹奴和改變自然平衡

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了特别的興趣,一次又一次地回去查探。

     弓形蟲把小鼠變成了齧齒類的神風敢死隊,很可能就提高了它們進入貓體内的機會。

    假如弓形蟲不小心犯錯,進入了人類的身體而不是小鼠的,它幾乎就不可能完成應有的旅程了。

    然而有一定的證據表明,它依然會想方設法操控宿主。

    心理學家發現弓形蟲能改變人類宿主的性格,而且男性和女性的變化不同。

    男性會變得更不願意服從社會的道德标準,更不擔心因違反社會規則而受到懲罰,更不容易信任他人。

    女性會變得更加外向和熱心。

    兩種改變似乎都會降低宿主的恐懼心,而正是恐懼使得我們盡量避開危險。

    雖然這樣的改變遠遠不足以讓我們舍身飼虎,但它無疑通過切身體驗提醒了我們,寄生蟲有可能使用某些方式來控制我們的命運。

     科學家在七十多年前就知道這種轉變的存在,但他們并不認為這是真正的操控。

    寄生生物不可能對顯然優于它們的宿主謀劃出精确的改造法。

    它們隻能造成随機的傷害,也許這些傷害在偶然間改變了宿主。

    直到20世紀60年代,科學家才開始認真思考:寄生生物是否可能在計劃性地改變宿主的生理功能甚至行為方式。

    從那以後,他們找到了數不勝數的案例表明寄生生物看起來完全符合這個猜想。

     大部分案例來自真核生物類的寄生蟲,不過非真核生物的細菌和病毒有時也能扮演傀儡師的角色:一個噴嚏就能把感冒病毒送向新的宿主;埃博拉病毒似乎利用了我們對垂死者和逝世親友的尊敬,它們使患者湧出大量血液,血液沾在接觸患者身體的其他人身上完成感染。

    假如你去浏覽“操控者”的案卷,就會發現細菌和病毒占比極小。

    這也許是因為它們的需求非常簡單,細菌和病毒極少會把多個物種當作宿主,傳播也隻需要宿主的日常接觸——也許是性愛,也許是握手,也許是虱子的叮咬。

    細菌和病毒中也許确實存在許多有待發現的操控者,但它們可能會一直潛藏下去,因為細菌和病毒的大多數研究者主要從疾病、症狀和治療的角度來思考,而不會像寄生蟲學家那樣思考。

    後者傾向于将研究對象視為生命體,它們必須在宿主體内求生,并想方設法進入新宿主的身體。

     研究寄生蟲操控行為的最大風險在于,你有可能會提出實際上并不存在的狡詐策略。

    一方面,對宿主的一些改變可能隻是為了進行簡單的破壞;另一方面,一個人就算能注意到寄生蟲改變了魚的顔色,這個現象也未必有什麼意義。

    重要的是這樣的改變是不是真的會讓魚更容易被鳥吃掉。

    想要證明操控行為确實存在,唯一的辦法就是做實驗。

    首次證明了操控行為不是随機事件的實驗是20世紀80年代珍妮絲·摩爾做的,她是科羅拉多州立大學的寄生蟲學家。

    她選擇研究的寄生蟲是一種棘頭蟲,幼蟲時期生活在森林地表的球潮蟲體内,成年時期生活在星椋鳥體内,蟲卵随着鳥糞排出,被更多的球潮蟲吃下去。

     摩爾用耐熱玻璃托盤制作了小隔間來研究被感染的球潮蟲的行為[摩爾用耐熱玻璃托盤制作了小隔間……,Moore,1983。

    ]。

    在一個實驗中,她想确定球潮蟲對濕度的反應。

    她先把一個托盤倒扣在另一個托盤上面,制造出一個封閉的空間,然後用玻璃屏障将其隔成兩部分,其間隻留下一條窄縫,并用一小塊尼龍網蓋住。

    她用重鉻酸鉀來提高一個小隔間的濕度,因為這種化學物質與空氣反應後會産生水;用鹽水降低另一個小隔間的濕度,因為鹽水能抽取空氣中的水分。

    之後她把幾十隻球潮蟲放進托盤制造的空間,等着看它們會選擇比較幹燥的小隔間還是比較濕潤的小隔間。

    随後,她解剖球潮蟲,看它們有沒有攜帶棘頭蟲的幼蟲。

     在另一個實驗中,她在托盤中央的四塊卵石上放了一片瓷磚,建造出一個小小的庇護所,然後等着看球潮蟲會躲在底下還是留在空曠處。

    在第三個實驗中,她把帶顔色的礫石(一半黑色礫石,一半白色礫石)倒進托盤,想知道球潮蟲會趨向淺色背景還是深色背景。

     球潮蟲生活在濕潤的森林土壤中,在那裡它們要躲避吃蟲的星椋鳥。

    你把它們放在地面上,它們會飛快地鑽回地下。

    它們被土壤較高的濕度、較暗的光線和較深的顔色等因素吸引。

    在這三個實驗中,健康的球潮蟲會待在潮濕的小隔間裡,遠離幹燥的小隔間;會躲在她為它們建造的庇護所底下;會選擇黑色的礫石,而不是白色的。

    但是,她發現攜帶棘頭蟲幼蟲的球潮蟲會比健康的球潮蟲更頻繁地走進幹燥的小隔間,寄生蟲會迫使宿主更不傾向于躲在庇護所底下、更頻繁地爬上白色的礫石。

    被寄生的球潮蟲無法辨認這些事關生死的因素,因此更容易被星椋鳥捕食。

     摩爾并沒有想當然地猜測是什麼因素使星椋鳥能更輕松地捕食,而是讓星椋鳥自己來現身說法。

    她讓球潮蟲在關着星椋鳥的籠子四周爬動,鳥吃下球潮蟲。

    她發現鳥更喜歡吃被寄生的球潮蟲,而不是健康的那些。

    在另一個實驗中,她為星椋鳥設置了巢箱,星椋鳥會在巢箱中喂養雛鳥。

    它們在周圍的野地中搜尋食物(包括球潮蟲)帶回巢箱。

    摩爾用煙鬥通條捆住雛鳥的頸部,以封閉咽喉,讓它們剛好無法咽下食物。

    摩爾從雛鳥嘴裡和巢箱中采集成鳥帶回來的球潮蟲将其解剖,她發現被寄生的球潮蟲在鳥巢裡出現的概率高得異乎尋常。

    在随機選擇的地點中,隻有少于1%的球潮蟲會攜帶棘頭蟲幼蟲,但摩爾在雛鳥嘴裡采集的球潮蟲有30%受到了感染。

     摩爾的實驗結果發表後,其他人仔細驗證了她的猜想。

    在許多實驗中,被研究的寄生蟲确實會改變宿主行為,提高寄生的成功率。

    寄生蟲學家在确認操縱行為真實存在後,就立刻開始思考寄生蟲究竟是怎麼做到的了。

    不同的寄生蟲很可能擁有其獨特的操控機制,其中一些也許非常簡單。

    縧蟲在三刺魚體内生長,會占據三刺魚的整個體腔,吸走宿主吃下的大部分食物,因此魚自己可能依然饑腸辘辘。

    饑餓促使三刺魚冒着更大的風險去獲取食物,而不是在覺察到鳥類靠近時飛速逃跑[饑餓促使三刺魚冒着更大的風險去獲取食物……,Milinski,1990。

    ]。

    對縧蟲來說,魚的危險等同于對自己的拯救。

     大部分機制複雜得多。

    寄生蟲可以掌握宿主的神經遞質和激素的詞彙表。

    盡管還沒有找到任何特定分子能以特定方式改變宿主的行為,但寄生蟲學家相當确認事實正是如此。

    動物的身體和大腦的化學信号流過于嘈雜,科學家難以捕捉寄生蟲發出的信号。

    不過寄生蟲學家還是能間接判斷出很多寄生蟲分泌的化學物質的特征,就像你看見影子也能大緻分辨一個人那樣。

     回想一下可憐的湖泊鈎蝦,棘頭蟲迫使它遊向水塘的表面,然後緊緊地攀住一塊石頭直到被水鴨吃掉。

    顯而易見,鈎蝦的神經系統出了問題,因為同樣的感知會讓健康的鈎蝦潛入河底,而被寄生的鈎蝦做出的反應則完全相反。

    生物學家取出被棘頭蟲感染的鈎蝦的神經元[生物學家取出被棘頭蟲感染的鈎蝦的神經元,HelluyandHolmes,1989;Maynardetal.,1996。

    ],用化學物質對其染色,假如神經元内存在某些特定的神經遞質,染色物質就會讓神經元變成亮色。

    在檢驗一種名叫血清素的神經遞質時,神經元亮得就像聖誕樹。

     你可以在幾乎所有動物體内找到血清素。

    對人類和其他哺乳類動物來說,它似乎能夠使大腦活動安定下來。

    血清素水平降低,人有可能會變得偏執、抑郁和暴力。

    (百憂解正是通過提升血清素水平來治療抑郁症的。

    )血清素在無脊椎動物的大腦中同樣扮演一定的角色,隻是科學家還不确定它的作用究竟是什麼。

    但他們知道一件很有意思的事情:給健康的鈎蝦注射血清素,它往往會找個東西攀住并緊抱不放。

     血清素為什麼會讓湖泊鈎蝦抱住東西不放?原因可能與交配有關。

    鈎蝦交配的時候,雄性會用腿抱住雌性,将身體貼近雌性的身體。

    雄性會攀在雌性身上長達數日,等待雌性脫殼。

    雌蝦脫殼後,會把卵排進腹部下的育卵囊。

    雄蝦給卵受精,繼續抱着雌蝦不放以防止其他想要交配的雄性靠近。

     交配中的雄蝦的姿勢與棘頭蟲迫使鈎蝦做出的姿勢完全相同。

    假如寄生蟲學家向被感染的鈎蝦注射能阻斷血清素發揮作用的藥物,它們會停止攀抱幾個小時。

    棘頭蟲有可能分泌了某種促使血清素水平升高的分子,觸發了一系列的化學信号,使得鈎蝦以為它正在交配,甚至能讓雌蝦在交配中扮演雄性角色。

     等寄生蟲學家搞清楚寄生蟲操控行為的完整機制後,他們會發現實際情況比這更加複雜。

    寄生蟲不太可能隻用一種分子來控制宿主,它們很可能擁有一個大藥房,裡面裝着各種各樣的藥物,準備在寄生蟲的一生中根據不同需求選擇性釋放。

    科學家集中力量研究一種寄生蟲的整個生命周期時,最終浮現出的就是這麼一番景象,比如縮小膜殼縧蟲(Hymenolepisdiminuta)就是這樣。

    膜殼縧蟲的成蟲在老鼠的腸道中生活和交配,能長到1.5英尺(約45厘米)。

    蟲卵随着鼠糞便排出,然後被甲蟲吃下去,進入甲蟲體内後,卵膜會被溶解,露出一個有3對小鈎的球形生物。

    它用6隻鈎子抓破甲蟲的腸道,進入甲蟲的循環系統,在一周多一點的時間内長成短尾形态。

    此後它會在甲蟲體内等待甲蟲被老鼠吃下去,最終在老鼠體内變成成蟲形态。

    它的整個生命周期通常在糧食倉庫裡完成,谷物被甲蟲吃,甲蟲被老鼠吃,然後老鼠把糞便留在谷物中。

     縧蟲還沒有進入甲蟲的身體,就已經開始操控甲蟲了。

    一種對昆蟲來說無法抵禦的氣味會引誘甲蟲去吃含有蟲卵的鼠糞[一種對昆蟲來說無法抵禦的氣味會引誘甲蟲去吃含有蟲卵的鼠糞,Evansetal.,1992。

    ]。

    假如甲蟲同時遇到了健康老鼠的糞便和被寄生的老鼠的糞便,它更有可能選擇有縧蟲卵的糞便。

    假如你提煉出被感染糞便的氣味并溶解在液體中,僅一小滴就使甲蟲紛至沓來[假如你提煉出被感染糞便的氣味……,Evansetal.,1998。

    ]。

    有可能是蟲卵或老鼠體内的成蟲産生了這種氣味,也有可能是寄生蟲以某種手段改變了老鼠的消化系統使得宿主自己産生了氣味。

    無論如何,它都足以引誘甲蟲吃下蟲卵,進而可能被老鼠吃下去。

     進入甲蟲體内後,縧蟲會用另一些化學物質讓甲蟲絕育[縧蟲會用另一些化學物質讓甲蟲絕育,Hurd,1998;WebbandHurd,1999。

    ]。

    甲蟲和其他大多數昆蟲一樣,會把能量儲存在名叫脂肪體的結構中。

    雌性甲蟲利用部分脂肪制造卵黃。

    它們必須向脂肪體發送激素信号以使儲備的脂肪進入蟲卵。

    脂肪體細胞對這個信号做出反應,開始合成名叫卵黃原蛋白(vitellogenin)的化學物質,它是卵黃的重要成分。

    卵黃原蛋白離開脂肪體,在甲蟲體内流動,直到抵達卵巢中的蟲卵處。

    甲蟲的蟲卵由大量輔助細胞包圍,其中隻留下幾道少且狹窄的縫隙,事實上任何物質都很難從中穿過并抵達蟲卵。

    然而特定的激素會與輔助細胞結合使其收縮,使得縫隙打開。

    在足量激素的作用下,卵黃原蛋白就能抵達蟲卵處并變成卵黃了。

     縧蟲會在幾個不同環節破壞這個事件鍊。

    它制造出的一種分子進入脂肪體後會減緩細胞制造卵黃原蛋白的速度。

    脂肪體依然會輸出卵黃原蛋白,但能抵達蟲卵處的似乎寥寥無幾。

    縧蟲似乎還會制造另一種分子,它能使卵巢中輔助細胞的受體失效。

    它阻塞受體,不讓激素與受體結合,因此輔助細胞也就不可能收縮了。

    輔助細胞保持膨大狀态,卵黃原蛋白無法抵達蟲卵處。

    這些分子的作用都是阻止甲蟲将縧蟲的上佳食物送往甲蟲的蟲卵處。

     縧蟲在甲蟲體内成熟後,就準備好給自己尋找一隻老鼠了。

    甲蟲當然不會同意,因此縧蟲隻好拉開裝藥的另一個抽屜。

    其中一些化學物質(有可能是減弱痛苦和恐懼感的麻醉劑)會讓甲蟲産生不主動藏匿的傾向。

    把被感染的甲蟲放在一堆面粉上[把被感染的甲蟲放在一堆面粉上,RobbandReid,1996。

    ],它更有可能會在表面爬動,而不是鑽進去躲避捕食者的視線。

    縧蟲會讓甲蟲行動變得遲緩,難以從攻擊中逃脫。

    即便如此,一隻被感染的甲蟲在被老鼠咬住時還是會盡全力保護自己。

    甲蟲腹部有一對腺體,能夠放出一種散發惡臭的化學物質,此時老鼠往往會吐掉嘴裡的甲蟲。

    然而縧蟲一旦成熟,就會阻止腺體合成這種毒藥[然而縧蟲一旦成熟……,Blankespooretal.,1997。

    ]。

    被感染的甲蟲試圖自衛時,因為無法合成毒藥,它對老鼠來說味道就沒那麼壞了,因此它比健康的同類更有可能被老鼠吃掉。

    自始至終,甲蟲都受到了寄生蟲的引導和控制。

     假如你在加利福尼亞的卡平特裡亞,拐下文圖拉公路朝着海邊開一小段,經過一個泰迪熊倉庫和一組火車軌道,就會見到一道鐵絲網。

    網裡是一片窪地,郁郁蔥蔥地生長着數百英畝鹽角草之類的低矮植物。

    這就是卡平特裡亞鹽沼。

    在一個晴朗的夏日,一名叫凱文·拉弗蒂的生态學家打開圍欄的大門領着我進去。

    他想向我展示鹽沼的生态是如何運轉的。

    拉弗蒂身着遊泳褲和印着熒光獅子魚圖案的舊T恤,穿一雙拖鞋踩在土路上,一隻手裡拎着潛水靴。

    我在鹽沼待了幾天,拉弗蒂一直陪伴着我,這已經是他打扮得最正式的時候了。

    他面相年輕,有着一頭麥黃色的頭發。

    自從1981年來到加州大學聖芭芭拉分校後,他就在附近的海灘上沖浪。

    你很難看出在海浪翻滾中的他是生物學教授,而不是大二的學生。

     我們沿着墊高的土路走向海邊,他滔滔不絕地說着鹽沼的事情。

    “海平面底下必須有一定的低于海平面的内部空間才有可能形成鹽沼。

    這一空間可以是河形成的溝槽,海水在高潮位的時候能夠湧進來。

    東海岸的鹽沼一般都是這樣形成的。

    地殼構造活動導緻的下沉也形成一定的空間。

    ”他指了指内陸的聖伊内斯山,山脈在公路的另一側高高隆起,濃霧像圍巾似的披在山坡上。

    “整個加利福尼亞海岸線混合了各種複雜的地殼構造活動和海平面的變化。

    因為它曾經下沉過,所以人們認為這塊盆地曾被海水淹沒。

    ”這片區域現在比海平面低1英尺(約3
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