英科學(xué)家發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古真菌已能對(duì)螞蟻進(jìn)行控制

日期：2010-09-03 15:57:20

當(dāng)你玩《植物大戰(zhàn)僵尸》游戲的時(shí)候可曾想到，在遠(yuǎn)古時(shí)代，一場(chǎng)“真菌大戰(zhàn)僵尸”的戰(zhàn)斗就已經(jīng)打響了？很多人都知道，“冬蟲(chóng)夏草”就是一種被真菌寄生的蟲(chóng)子，其實(shí)，擁有類似行為的真菌有很多。螞蟻就是很重要的寄生對(duì)象。近期發(fā)表在《生物學(xué)通信》（Biology Letters）的一篇文章稱，通過(guò)對(duì)化石的分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)古真菌已經(jīng)能對(duì)螞蟻進(jìn)行“行為控制”。

　　遠(yuǎn)古化石展示“僵尸咬痕”

　　這篇論文的作者是英國(guó)埃克塞頓大學(xué)的休斯（David P Hughes）博士領(lǐng)導(dǎo)的小組。他們?cè)诘聡?guó)萊茵河谷發(fā)現(xiàn)的一件樹(shù)葉化石上發(fā)現(xiàn)了29個(gè)咬痕，表明至少有7只螞蟻狠狠地咬過(guò)它。螞蟻為什么要咬葉子？休斯的小組認(rèn)為，這是因?yàn)槲浵伇徽婢兂闪恕敖┦薄?

　　如今生活在亞洲森林里的偏側(cè)蛇蟲(chóng)草菌（Ophiocordyceps unilateralis）就可以控制萊氏屈背蟻（Camponotus leonardi）的行為。當(dāng)螞蟻感染了這種真菌，就會(huì)離開(kāi)蟻穴，在附近的樹(shù)林地上找一片樹(shù)葉，緊緊咬住它的葉脈，然后死去，為真菌生長(zhǎng)創(chuàng)造完美的環(huán)境。休斯表示，只有被真菌感染的螞蟻才會(huì)如此行動(dòng)，它們的咬痕非常獨(dú)特。萊氏屈背蟻的咬痕和德國(guó)化石上的咬痕如出一轍。

　　休斯小組的論文來(lái)得正是時(shí)候，去年，也有科學(xué)家發(fā)表了一篇關(guān)于偏側(cè)蛇蟲(chóng)草菌的論文，并引起廣泛關(guān)注。這篇文章發(fā)表在2009年9月號(hào)的《美國(guó)自然學(xué)家》（The American Naturalist）上，說(shuō)明了真菌寄生和螞蟻行為的關(guān)系。這篇論文的作者是丹麥哥本哈根社會(huì)演化研究中心安德森（Sandra Andersen）領(lǐng)導(dǎo)的小組。

　　這篇論文說(shuō)，如果只是利用螞蟻的身體，真菌不必如此大費(fèi)周章。它的真正“目的”在于，讓螞蟻?zhàn)霭徇\(yùn)工，把自己運(yùn)到適合生長(zhǎng)的地方。所以，它們控制了螞蟻的大腦，讓它找到森林地面的落葉，這樣的環(huán)境正適合真菌生長(zhǎng)。

　　當(dāng)螞蟻感染上這種真菌，它們會(huì)爬下生活的樹(shù)，進(jìn)行作者所稱的“死亡之抓”的行為。論文寫道，根據(jù)在泰國(guó)考沖（Khao Chong）自然保護(hù)區(qū)的觀察，所有受感染的屈背蟻都會(huì)咬住葉子的背面，98%會(huì)咬住葉脈，之后咬住葉子的背面，因?yàn)檫@里避光，而且葉脈凸起，容易咬住。

　　事實(shí)上，大多數(shù)受感染的屈背蟻都會(huì)出現(xiàn)以下幾種行為：到達(dá)樹(shù)木的北側(cè)，此側(cè)曬不到太陽(yáng)；咬住離地面大約25厘米高的葉子；選擇溫度在20℃到30℃之間，濕度在94%到95%之間的地點(diǎn)。

　　操縱“僵尸”只為自己繁殖

　　為了證明選擇這樣的地點(diǎn)對(duì)真菌的重要性，研究者們找到了幾十只感染的螞蟻，一部分留在真菌讓它們?nèi)サ牡胤剑硪徊糠峙仓林車钠渌恢茫Y(jié)果在前一類地點(diǎn)，真菌都生長(zhǎng)良好，而被挪動(dòng)過(guò)的真菌都沒(méi)有長(zhǎng)出來(lái)。

　　當(dāng)螞蟻死后，真菌開(kāi)始從螞蟻身體里長(zhǎng)出菌絲。在幾天時(shí)間里，菌絲會(huì)從螞蟻的外骨骼中冒出來(lái)，而且每次都是從它腦后的特定位置冒出來(lái)。在一周時(shí)間里，真菌會(huì)長(zhǎng)到螞蟻體長(zhǎng)的大約兩倍，并開(kāi)始有性生殖。同時(shí)，螞蟻的外骨骼發(fā)生了變化，為真菌提供了更好的保護(hù)，而真菌處在螞蟻身體內(nèi)部的部位開(kāi)始功能分化。當(dāng)真菌開(kāi)始釋放孢子，它就造就了一個(gè)“僵尸地帶”，在螞蟻身體下面形成一個(gè)面積達(dá)1平方米的感染區(qū)。路過(guò)這里的其他萊氏屈背蟻都會(huì)感染上致命的真菌。之所以真菌操縱螞蟻死在離地25厘米左右高的位置上，正是為了創(chuàng)造這樣的“僵尸地帶”。

　　《美國(guó)自然學(xué)家》上的論文還說(shuō)，屈背蟻屬的其他品種也會(huì)被偏側(cè)蛇蟲(chóng)草菌感染，但它們的行為都不如萊氏屈背蟻理想。這說(shuō)明生物的寄生行為是非常特化的，往往只針對(duì)一種寄主。

　　未參與這項(xiàng)研究的寄生生物專家萊瑞（Adward Levri）說(shuō)：“我沒(méi)法想出比這個(gè)更好地說(shuō)明生物適應(yīng)性行為是怎么回事的例子了……它說(shuō)明這種寄生需要寄主有多重的行為，或許它有多重控制機(jī)質(zhì)。”

　　最近在德國(guó)發(fā)現(xiàn)的葉子化石正是第一次發(fā)現(xiàn)“僵尸螞蟻”的化石證據(jù)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)研究寄生物控制寄主的演化史有著重要的意義。

　　休斯說(shuō)：“有好幾種‘分子鐘’技術(shù)，都可以讓我們知道生物行為是何時(shí)、在哪里產(chǎn)生的，而化石是‘校準(zhǔn)’分子鐘的很好方法。”“分子時(shí)鐘”最常用的方法是檢驗(yàn)一種生物和類似生物的基因差別，以確定它演化的時(shí)間跨度；而化石的年代可以用放射性同位素法精確測(cè)定，所以說(shuō)它可以“校準(zhǔn)”分子時(shí)鐘。現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，這塊化石形成于4800萬(wàn)年前，所以，“真菌大戰(zhàn)僵尸”的故事至少已經(jīng)上演了近5000萬(wàn)年了。