控制你思想的寄生虫

遇到寄生虫,可以接管思想和身体,僵尸化他们的受害者!
7月30日

寄生虫。这个词本身就足以让你脊背发凉。地球上大约40%的生命都是寄生生物,但有些寄生虫比我们马上想到的吸血水蛭或撕心撕心的绦虫可怕得多;寄生虫可以控制你的大脑…

如果你的思绪立刻跳到《惊变28天》或《行尸走肉》中的场景,那你就对了。从僵尸化的蚂蚁到顺从的蟑螂和鲁莽的啮齿动物:欢迎来到寄生精神控制的奇妙世界!

一个可以称之为家的安全地方

寄生虫是生活在另一生物体上或体内的生物体,利用其资源生存,并在此过程中经常造成伤害。像所有生物一样,寄生虫需要寻找食物,躲避捕食者,找到一个安全的地方抚养它们的后代。但寄生虫并不是为生存而工作,而是从其他物种那里窃取它们所需的东西。它们把宿主作为食物和庇护所——吮吸它的血液,劫持它的消化道,或者吃掉它的肉。这是成千上万种拟寄生蜂的策略,它们把卵产在毛虫体内,幼虫从里到外吃掉它。

在毛虫体内,黄蜂幼虫在很大程度上受到保护,不受捕食者的侵害,但它们在毛虫体外发育的最后阶段,使它们非常脆弱。解决这个问题的一种方法是操纵寄主为发育中的幼虫建造一个庇护所,这就是拟寄生蜂Hymenoepimecis argyraphaga的策略。在哥斯达黎加发现的这种奇怪的黄蜂,首先注射暂时麻痹的药物,然后在蜘蛛的腹部产卵。蜘蛛慢慢恢复,黄蜂幼虫在它体内发育,以它的血液为食。

在接下来的几个星期里,蜘蛛的行为会一如往常,直到幼虫准备化蛹,这时它们开始在蜘蛛体内释放化学物质,产生一种相当奇怪的效果1。蜘蛛开始织网;一张相当奇怪的网。它被称为茧网,只有几个辐条从蚕丝中心向外辐射,是化蛹幼虫包裹自己的理想场所。然后蜘蛛被杀死,新一代的黄蜂很快从它们的安全茧中出来。

保镖

另一种保护小寄生虫安全的方法是操纵宿主直接提供保护,就像Glyptapanteles属的拟寄生蜂那样。雌性Glyptapanteles黄蜂将卵产在几何蛾Thyrinteina leucocerae的多汁毛虫中,并在两周内发育,而毛虫则若无其事地继续做自己的事情。最终,新一代的黄蜂出现了,它们从毛毛虫的身体里钻出来。在毛虫安全的家之外,黄蜂幼虫需要一个安全的地方化蛹。它们依偎在附近的一片叶子上,请求受伤的宿主保护它们。而且,就像时钟一样,毛毛虫突然改变了它的行为——它停止移动,把时间花在靠近蛹的地方,赶走接近的捕食者。这些毛虫保镖非常有效——黄蜂幼虫在它们的保护下存活的可能性是其他幼虫的两倍2

尺蠖蛾的毛虫,有尺蠖寄生蜂的蛹

为了实现这一惊人的壮举,寄生蜂必须在幼虫出现后以某种方式影响毛毛虫的中枢神经系统——尽管研究人员仍不确定这是如何实现的,但有一种说法是,一些幼虫留下来接管了控制权,牺牲了自己,以便它们的兄弟姐妹有更好的生存机会。

快速逃离

寄生虫需要寻找食物和庇护所,但它们在生活中面临的另一个重大挑战是传播——离开当前的宿主,变成新的受害者——对任何小偷来说,快速逃跑是至关重要的一步。许多寄生虫操纵宿主的行为,以帮助传播,例如吸虫,它们影响宿主,使它们更容易被捕食者发现。受感染的鳉鱼(Fundulus parvipinnis)浮出水面,绕着圈子游泳,疯狂地扭动,以吸引饥饿的水鸟的注意,水鸟是吸虫复杂生命周期中的第二个宿主。同样,当gammarus甲壳类动物(gammarus pulex)感染了寄生虫Pomphorhynchus laevis时,它们放弃了通常谨慎的行为,变成了冒险者。它们向光游去,被三棘棘鱼(Gasterosteus aculeatus)等鱼类吃掉,三棘棘鱼是寄生虫的下一个宿主。3.

红树林鳉鱼

另一种蚂蚁寄生虫也讲述了类似的故事。在南美洲的热带森林里,生活着一种非常了不起的真菌。如果一只木蚁不幸吃下了单侧虫草菌的孢子,这些孢子就会向其大脑释放化学物质,改变其行为。被感染的蚂蚁放弃了正常的日常活动,变成了僵尸。由于无法抵御真菌的诡计,僵尸蚂蚁离开巢穴,爬到最近的植物上,找到一片合适的叶子,把下巴夹在茎上。它就在这里,一动不动,完全没有力量。在接下来的几个小时和几天里,真菌开始从蚂蚁的头部发芽,长出一根高大的茎,在它的尖端,最终产生孢子。这些孢子被风带走,准备感染更多无辜的蚂蚁。

这种被人们亲切地称为僵尸蚁的真菌,最早是在1865年发现的,但我们现在知道,至少有十种密切相关的真菌,它们感染了世界各地不同种类的木蚁。在过去的十年里,已经发现了八个新物种4、5可能还有更多的东西尚未被发现。然而,研究人员认为,一种真菌——新花斑蛇虫草菌——可能不会再让蚂蚁变成僵尸了。在高海拔地区发现的这种真菌受到气候变化的威胁,科学家认为蚂蚁能够生存,但真菌可能无法生存4。也许对蚂蚁来说是个好消息,但对我们来说,气候变化是如何破坏物种相互作用的更多证据。

所有寄生虫都必须从一个宿主转移到另一个宿主,但有些物种的生命周期非常复杂,有多个宿主,这加大了传播的挑战。最复杂的寄生虫生命周期之一是刺叶吸虫,这种生命周期需要复杂的宿主操作。在它的一生中,刺叶吸虫必须从它的主要宿主(它繁殖的地方)牛(Bos taurus),通过蜗牛(Cochlicopa luica),最后是蚂蚁(Formica fusca)。因此,这种神奇的寄生虫已经进化到感染三个不同的宿主,并找到了从一个宿主到另一个宿主的途径。

从母牛变成蜗牛是很容易的;刺叶吸虫卵从牛的粪便中排出——如果你是一只蜗牛,这是一种美味的小吃。在蜗牛体内,吸虫进入它的呼吸系统,最终在一个大痰球中咳出来。这种被吸虫感染的粘液球对蚂蚁来说是不可抗拒的,它们热情地把它带回巢穴并吃掉它。但一旦感染了刺叶吸虫,蚂蚁就开始表现得有点奇怪。第二天晚上,它们离开巢,爬到一片草叶的顶端,咬了下去。这些蚂蚁一直呆在这里,毫不退缩,直到日出,当它们回到巢穴时,就像什么都没发生过一样。这种仪式每天都在继续,直到有一天晚上,被选中的草叶被吃掉,完成这个循环,然后把吸虫送回它们奶牛形状的家,在那里它们可以再次繁殖。

寄生虫控制了你的思想吗?

幸运的是,到目前为止我所讨论的寄生虫不会感染人类;它们的心灵感应能力被用在蜗牛和蚂蚁身上。然而,一些科学家认为有一种寄生虫可能会影响人类的行为。大约三分之一的人被感染了6

刚地弓形虫是一种原生动物寄生虫,其正常的生命周期是从猫到老鼠再到老鼠。它在猫的消化系统内繁殖,通过粪便排出,然后被老鼠吃掉。一旦进入第二宿主,弓形虫就开始操纵行为,使宿主变得更加大胆和厌恶风险。被寄生的啮齿动物不但不会害怕猫的气味,反而会被猫的气味所吸引7。最终,这种大胆的行为往往会让老鼠或老鼠被吃掉,让寄生虫回到它的主要宿主猫那里。

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如果不是因为刚地弓形虫也可以被人类携带,这个故事和我迄今为止讲过的其他故事没有什么不同。这种感染通常是无症状的,所以大多数人甚至没有意识到自己感染了这种病毒。然而,研究表明,受感染的男性对猫尿的气味比正常人更有吸引力。

不过没什么大不了的,对吧?爱猫尿可能是一种不被社会接受的特征,但它不会对你造成太大伤害。然而,与此相反,人类感染弓形虫现在也与一系列行为变化有关,如鲁莽、攻击性和冲动。例如,一项研究发现,弓形虫感染与交通事故发生率增加六倍有关9

更令人担忧的是,弓形虫感染与精神分裂症有关10以及自杀行为11。刚地弓形虫通过在大脑中形成囊肿来控制宿主的行为,这些囊肿分泌酪氨酸羟化酶12增加宿主大脑中多巴胺和去甲肾上腺素等神经递质(在神经元之间传递信号的化学物质)的产生。这两种化学物质都与人类行为和精神健康有关,尤其是抑郁症和精神分裂症,而且已经发现几种抗精神病药物可以减缓弓形虫的生长。综上所述,这些证据表明,弓形虫感染可能通过影响大脑中的神经递质而影响人类的心理健康。

大脑控制能力

我们对寄生虫如何能够掌控和控制,或至少影响另一生物体的大脑和行为的理解仍处于起步阶段。最容易理解的寄生控制的例子之一来自宝石黄蜂,它感染蟑螂并劫持它们的神经系统。宝石黄蜂会给受害者注射一种化学物质的混合物,这种混合物会影响大脑中多巴胺和章鱼胺的信号通路13,抑制蟑螂正常的行走行为,让蟑螂进入一种恍惚状态。这种行为的精确性是惊人的;黄蜂能够将化学物质直接注入大脑的食道下神经节;控制运动的区域注射后,黄蜂将蟑螂无抵抗地引导到其偏好的产卵地点;蟑螂仍然是一个冷静而顺从的奴隶,同时保留了一些有用的行为,比如躲避捕食者。

操纵神经递质,如血清素、章鱼胺和多巴胺,似乎是寄生虫控制宿主行为的一种常见策略。5 -羟色胺可能是许多伽玛体感染中寄生精神控制的基础14多巴胺似乎在弓形虫感染中起着关键作用12,被寄生蜂广泛使用13

除了直接释放神经递质外,寄生虫还可以通过影响自然产生这些蛋白质的生化途径来实现同样的行为改变。例如,已经发现几种伽玛体寄生虫会增加精氨酸激酶的水平,精氨酸激酶是一种参与产生神经递质一氧化氮的调节蛋白。类似地,寄生的毛虫(spininochordodes tellinni)会导致它们的蚱蜢宿主(Meconema thalassinum)将自己扔进溪流、河流和湖泊中自杀。研究现在已经确定了几种蚱蜢的神经递质,它们的表达会因毛虫感染而改变,以及Wnt家族中参与基因调控的基因15

控制你的寄生虫

像所有动物一样,人类每天都在与环境互动和操纵环境。我们使用信息素等化学物质和语音、手势等信号来相互影响,我们控制家养动物的运动和饮食。因此,当我们发现寄生虫对它们的宿主具有这样的控制力时,也许就不足为奇了。然而,我们对这些精神控制的壮举挖掘得越多,它们就越让我们感到惊奇和困惑。了解寄生虫是如何操纵行为的,可以让我们了解我们自己的大脑是如何工作的,并揭示了形成宿主-寄生虫关系的复杂进化过程。在自然界中,寄生虫控制着宿主的行动、攻击性、冒险精神甚至个性。电影和电视的流行文化僵尸离现实有多远?也许没有我们想的那么远。

参考文献

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