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这种真菌能将杉蝉变成“死亡的调味瓶” 一种致幻药物

新闻来源: CNN 于 2024-04-17 12:05:12  


今年春天,数十亿只杉蝉将在地下超过十年后露面,准备爬上树并吵闹起来,因为它们唱歌吸引异性。但其中一些昆虫将无法实现繁殖的目标 - 相反,它们将被控制成僵尸,传播一种奇怪的真菌,劫持蝉的身体和行为。

这种真菌对昆虫的攻击细节 - 摧毁昆虫的生殖器,用充满真菌孢子的腹部取代它们,操控昆虫进行过度性行为以进一步传播真菌,并将杉蝉转变为一些科学家称为“死亡的调味瓶”的东西 - 可能看起来像是属于生物恐怖片。但在谈到杉蝉真菌Massospora cicadina时,康涅狄格大学哈特福德分校的生态学和进化生物学兼任教授约翰·库利博士表示,“事实实际上比科幻小说还要怪异。”

定期的杉蝉在树枝上产卵,当卵孵化时,产生的杉蝉宝宝或若虫掉到地面并钻入土壤。根据它们的物种,它们在地下经过13或17年时间,吸取树根的汁液,直到接近长大的杉蝉出现。在某个时候,昆虫暴露于Massospora cicadina真菌的孢子之中。科学家尚不清楚是在蝉进入土壤时还是离开土壤时发生的,或者孢子是如何暴露给昆虫的。

孢子进入杉蝉的体内,从那时起,杉蝉便受到真菌寄生虫的支配。每只受感染的杉蝉体内堆积了大量真菌孢子。最终,杉蝉的后端 - 包括生殖器 - 脱落。代之以白色的真菌栓,“这是一团孢子,正从生殖器和腹部原来所在之处喷涌而出”,西弗吉尼亚大学的真菌学和森林病理学副教授马特·卡森博士说。“看起来像是一个软糖被掉在粉笔灰中,粘在这些杉蝉的背面。”

尽管受感染的杉蝉的生殖器处有一团粉笔状的孢子,它们仍会兴高采烈地尝试交配。真菌操纵了杉蝉的行为,导致研究人员(包括卡森在内)所称的过度性化。受感染的雄蝉继续试图与雌蝉交配,并改变他们的行为来吸引其他雄蝉。健康的雌蝉会拍动翅膀表示它们已经准备好交配。受Massospora感染的雄蝉和雌蝉都会拍动翅膀,吸引那些渴望交配的、即将受感染的雄蝉。

但尝试交配只是受感染的杉蝉传播真菌的一部分。

“定期的杉蝉有相互锁住的生殖器。所以当它们拉开时,猜猜会发生什么?撕裂。然后有一只杉蝉身上沾着别人的生殖器走来走去,”库利说。“现在被感染的杉蝉被打开了。”

一旦粉笔状的真菌栓被撕裂开,受感染和被取出内脏的杉蝉会飞来飞去,洒下蓬松的棕色孢子。“我们称它们为死亡的调味瓶,”卡森说。由这些飞行的调味瓶散发出去的孢子将感染下一代将在十多年后出现并重新开始循环的杉蝉。

对于身体被撕裂的动物来说,进行这么多的活动和交配是相当可怕的。卡森和他的同事发现了这些杉蝉继续前进的潜在原因。“我们在那些真菌栓中找到了一种苯丙胺,这为为何发生行为修改提供了一个合理的解释,”卡森说。毕竟,苯丙胺是人类中强效的兴奋剂。

库利指出,尽管苯丙胺可以刺激脊椎动物的中枢神经系统,但昆虫(全部为无脊椎动物)如杉蝉等具有不同的神经系统,目前尚不清楚这些刺激剂是否会对它们产生相同的影响。

“我们面临着这个问题,它制造出一种强效的致幻药物,但这种强效的致幻药物可能对昆虫没有任何作用,”库利说。他认为,这种真菌可能有一种不同的控制杉蝉行为的方法,而它产生的苯丙胺可能用于抵御杉蝉的脊椎动物天敌(因此,蝉居住的真菌的天敌,如鸟类)。

今年春天的定期杉蝉出现引人注目,因为两个不同的蝉群将同时在相邻区域出现 - 集中在伊利诺伊北部的17年周期杉蝉,以及遍布中西部和东南部大部分地区的13年周期杉蝉。自1803年以来,这两个蝉群尚未同时出现地面。然而,科学家们预计概括这两个蝉群的地理重叠将很少。

卡森说,他希望研究来自两个不同蝉群的受感染昆虫,并查看感染17年和13年蝉群的M. cicadina之间是否存在基因差异。 虽然杉蝉是可以食用的,卡森说希望尝试这些虫子的人应该慎重选择哪些要吃。如果你发现成年杉蝉接近寿终或已经死亡,卡森说,“你不应该把它们放到嘴里”,无论它们是否感染M. cicadina。如果一个人、狗或猫吃下一只感染的杉蝉,他们不会受孢子中的苯丙胺影响 - 剂量太小。对于《最后生还者》的粉丝来说,M. cicadina只能感染杉蝉(只能感染这些虫子的13年和17年品种),所以人类可能不会受到僵尸化的威胁。

卡森表示,虽然他理解人们可能对即将到来的杉蝉出现感到不安,更不用说其中多达10%可能感染的可怕真菌感染,但他指出,“这是一场生物奇观。我认为我们应该将其视为世界上自然的奇迹之一。”

凯特·戈莱姆比耶斯基是位于芝加哥的自由撰稿科学作家,特别关注动物学、热力学和死亡。


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