瘋狂的進化, 操縱螞蟻的蛇形蟲草菌

自然界的瘋狂我們不可想象。

在巴西雨林中,有一種真菌,它的孢子(真菌的繁殖體)會入侵螞蟻的身體,並控制螞蟻的行動,使螞蟻變成它的傀儡和繁殖的工具。

首先,這種真菌的孢子會附著在弓背蟻的外骨骼上,並分泌特殊的酶溶解螞蟻的外骨骼。之後,在外骨骼上施加壓力,把自己擠進螞蟻的身體,附著在螞蟻的肌肉纖維上。然後,真菌孢子開始在螞蟻體內大量繁殖。大約三週之後,這種真菌孢子就佔據螞蟻體重的一半之多了。

在孢子入侵和繁殖的過程中,“傀儡螞蟻”和正常的螞蟻一樣,爬來爬去,尋找食物,餵養後代,沒有一點異常。它的同伴渾然不知自己的螞蟻社會中混入了一被操縱的“惡魔”。

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後來的某一天,這隻螞蟻從它的社會中消失了。

它的“真菌”司令員,命令他在正午時分離開蟻穴。螞蟻像醉酒的一樣,跌跌撞撞地爬到離地約25釐米左右高的一片樹葉上。離開的時間和目標地點是被精確計算過的,總是中午,總是離地25釐米,這個時間,這個地點,溫度和溼度都剛好適宜真菌的生長和繁衍。更關鍵的是,這個地點還正好位於附近一個蟻穴的螞蟻的必經之路上。

接著,“真菌”司令員又控制它的“傀儡”爬到葉子的背面,用雙顎死死地咬住葉脈,然後結束自己的生命。當這一切完成之後,這種真菌就從螞蟻的腦袋中伸出一條柄狀的子實體,向下方路過的螞蟻拋撒孢子。這條柄狀的子實體還能彎曲成一定的角度,保證覆蓋到整條路徑上的螞蟻。甚至,有些被控制的螞蟻還能攻擊這條路徑上的同類,像埋伏的狙擊手一樣,對準自己的昔日的同伴,開始新一輪的這種可怕的迴圈。

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子實體方向變化

這種真菌就是“蛇形蟲草屬真菌(Ophiocordyceps)”,又名“線蟲草屬”或者“線形蟲草屬”,於1931年由英國真菌學家湯姆·佩奇描述發表。本屬包含大約140種寄生於

昆蟲

的物種。其中,也包括我們熟悉的“冬蟲夏草”,控制的是一隻毛蟲。

這很令人震驚!這種連腦子都沒有的真菌,在個體數量達到一定的規模後,能透過無比精巧的合作,創造堪比頂級智慧生物的算計。甚至,蛇形蟲草屬真菌的種類還能有針對性地攻擊不同種類的螞蟻或者昆蟲。這種合作和算計,已經存在很久了。在4800萬年前的樹葉上,科學家發現也發現過“殭屍螞蟻”標誌性的咬痕。

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那麼,“無腦”的真菌為什麼要利用螞蟻作為其散播孢子的工具呢?又是如何學會的呢?

一個可能的原因是,熱帶雨林的植物太過密集了,導致沒有風幫助他們傳遞孢子。於是,蛇形蟲草屬真菌花費了百萬年的時間,在自然選擇的作用下,終於學會了如何入侵螞蟻、控制螞蟻、命令螞蟻。這對螞蟻來說,有點丟了,它們幾乎是最高等的昆蟲了,社會體系極為發達,卻被小小的真菌玩弄,就好像你被你家的盆栽洗腦了。

這種控制的過程和人類醉酒的過程類似。科學家揭示,蛇形蟲草屬真菌會釋放一種神經調節素,影響螞蟻神經訊號的傳遞,和酒精對人的影響類似。因此,和醉酒的人一樣,被控制的螞蟻,爬出蟻穴時身體會劇烈抽搐、顫抖。不過,顯然這種控制要比酒精的影響要精巧細緻得多,這隻“傀儡”螞蟻,在真菌的指揮下,邁著酒醉的步伐,蹣跚的走向了最適宜真菌生長的位置。

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如何控制一隻螞蟻

“螞蟻”對蛇形蟲草屬真菌的這種行為,真的毫無抵抗,沒有任何應對措施了嗎?

不是的,螞蟻也是相當聰明的一種動物,它們很快就發現了同伴的行為有點異常。它們知道它要麼生病了,要麼被真菌洗腦了。於是,和人類類似,他們會將這隻異常的螞蟻拖出蟻穴,扔在附近的某一塊區域,如果它能恢復,就回來,不能恢復,那就聽天由命了,不過它大機率是恢復不了。這是一種降低社會風險的最優策略,避免整個螞蟻社會因為一隻螞蟻的異常而崩潰。螞蟻正是透過這種策略,避免這個種群滅亡時間的發生的。

不過,蛇形蟲草屬真菌也在隨著螞蟻一起進化,它們已經找到了應對螞蟻的策略了。生命的進化就是這種博弈的過程,“道高一尺,魔高一丈”。和寄生性蚤蠅對火蟻的控制類似,它們不會安靜地在群體中等待著被發現,而是在這之前,就驅使宿主離開群體,找個最適宜的地方,結束宿主的生命,繼續散播自己的孢子。

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子實體的生長

這是全部了嗎?絕不是,還有許多謎題仍待解開。

比如,為什麼真菌不從“傀儡”身上直接傳播到整個群體,殺死整個群體,而是要採取如此迂迴的措施,留下它們的生命,僅僅作為運輸工具呢,接觸更多的螞蟻呢?比如,假如發生意外,有某種自然的不可抗力導致整個蟻穴毀滅了,“洗腦真菌”能透過其他的方式找到其他的蟻穴嗎?

還有許多問題需要解決,但是蛇形蟲草屬真菌把變成繁衍的傀儡這樣的進化奇怪,已經在自然界上演數百萬年了。在一次次的隨機的基因突變中,蛇形蟲草屬真菌終於學會了如何對它的宿主施加控制,達到自身生存和繁衍的目的。

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