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鼻蛭與我的浪漫七週(一):房客入住儀式,以及低調的前兩週

YTLai_96
・2019/11/02 ・1562字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 479 ・五年級

2008年春天,我曾輾轉從朋友的耳鼻喉科醫師朋友手上拿到一隻鼻蛭(Dinobdella ferox)。回頭查閱那時的記錄,那隻鼻蛭是從一位七歲小妹的鼻子裡拿出來的。當時,由於那隻鼻蛭體型還不算大,我想著如果能把鼻蛭繼續養大一點會更好。然而遺憾的是,當年的我還不夠勇敢,無法以身相許於自己的研究物種,反而是找了一隻實驗兔當作鼻蛭的宿主。

於是我就失敗了。

不過短短兩天,鼻蛭就變成兔籠底下的乾屍,無論是兔子自己把鼻蛭噴出來或是鼻蛭自己爬出兔子鼻孔,總之我什麼數據都沒有得到,只留下滿滿的遺憾與反省,還有鼻子裡的房客這一篇文章。

久別重逢

多年後,因緣際會之下,我又得到一隻鼻蛭了,而且這次是隻幼體。

休息狀態的鼻蛭幼體,黑色的眼點明顯且突起。下方比例尺為1公分。(作者提供)

如同過往的研究所述,鼻蛭幼體可行自由生活並捕食其他小型無脊椎動物,代價是生長緩慢;如果能夠幸運的找到哺乳類宿主,寄生在宿主黏膜上吸血,鼻蛭幼體才能夠快速成長。

為此,鼻蛭幼體會待在水邊靜靜等候,並且對光影變化和宿主呼吸的溫暖氣流極為敏感,以把握稍縱即逝的宿主身影。

相關內容歡迎參考影片:

既然上天給了我第二次機會,多年後的我有一個大膽的想法—-

是的,我要成為鼻蛭的宿主。

坦白說,這是一個謹慎思考後最好的決定。雖然當年的實驗兔毫髮無傷只是虛驚兩日,但直到現在我還是對牠感到抱歉。所以,我自己成為鼻蛭的宿主,就不需要犧牲其他的動物,免除了動物福利的問題。

另外,這也讓我能夠親身體驗宿主的所有症狀,並獲得最詳細的記錄。畢竟,就算我真的能夠時時刻刻盯著倒楣的實驗動物宿主,能夠記錄到的也只有可觀察的症狀而已,無法體會牠的感受和不適。

更何況,除了被動的記錄症狀之外,我還想要定時抽血檢驗鼻蛭是否造成貧血,也想要定時請耳鼻喉科醫生用鼻腔內視鏡觀察鼻蛭在鼻腔裡的位置、長多大了、以及鼻腔裡有沒有出現什麼異常。

此外,我也會每週把臉埋進水裡測試鼻蛭對水的反應,藉此了解流傳百年、將鼻蛭從鼻腔裡引誘出來的老方法是不是真有用處。總之,這些檢驗或測試在我自己身上做是輕而易舉,但是要在實驗動物宿主身上做就難了。

那麼,事不宜遲,我們就開始吧。

  • 影片:Day 0,鼻蛭入厝
  • 影片可能不太適合吃飯的時候看,請大家斟酌收看囉

寄生後低調的兩週

自從鼻蛭入住我的左鼻孔以後,我成天神經兮兮緊盯自己的鼻孔,深怕錯過任何動靜。不過神奇的是,不管我做什麼事、吃什麼酸辣口味的食物,鼻蛭都無聲無息沒有任何反應,讓我幾乎忘了牠的存在。

唯一可以提醒我鼻蛭還在的症狀,就是每天早上起床清痰時,痰裡的血絲。(請叫我林黛玉謝謝)

不過到了第十天,當我正在跟知情的朋友聊天時,我終於還是流鼻血了,我不僅開始出現間歇性流鼻血或流鼻水兼鼻血的症狀,自此之後鼻蛭活動的跡象也日益明顯。正因為如此,衛生紙成了我的貼身好夥伴,時不時就得要抽一張來塞住鼻血。(也許我應該要使用棉條?)

電影「足球尤物」示範以棉條止住鼻血(圖片取自Youtube)

另外,在第一週結束時我造訪了耳鼻喉科,以誠懇的態度說服了同為台大動物系系友的耳鼻喉科醫生,用鼻腔內視鏡幫我每週定期觀察鼻蛭位置並評估鼻蛭大小。

根據醫生的估計,鼻蛭經過第一週後大概4-5公釐長,但第二週時鼻蛭躲得太好幾乎無法看到,因此無法估計體長。但看來鼻蛭在我的鼻子裡面吸血,一週後就長大三分之一到一半,還真的是一眠大一吋無誤。

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YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著

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狗狗嘔吐有可能是犬蛔蟲感染嗎?要如何預防?
陳泰諺_96
・2022/11/06 ・2775字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

當家裡狗狗出現嘔吐、消瘦的情況,造成的原因可能有很多,其中一種可能會是感染了犬蛔蟲 Toxocara canis。其中 canis 指的是犬科動物,因此可以從學名得知,牠對犬科動物具有相當高的針對性。

但犬蛔蟲是什麼?當狗狗感染了犬蛔蟲時會有什麼其他症狀?又要如何預防呢?跟著本文,讓我們一一了解!

Toxocara canis 是什麼?

在分類學上,Toxocara canis 為動物界(Animalia),線蟲動物門(Nematoda),色矛綱(Chromadorea),小桿目(Rhabditida),蛔蟲科(Ascarididae),弓首蛔蟲屬(Toxocara)。是一種犬科動物的腸道性線型寄生蟲,主要寄生於宿主的小腸內。

在生活史的方面,Toxocara canis 的生活史中,Toxocara canis 的終宿主為犬科動物,若誤進入其他種類動物,例如:兔、鴨等,則該動物將成為 Toxocara canis 的中間宿主,Toxocara canis 將在該動物體內形成被囊並等待該動物被最終宿主食入。

在繁衍與傳染方面,剛產下的未成熟卵將與排泄物一同排出,並在環境中存在約 3 至 4 星期轉變成為成熟卵後,經過中間宿主或直接被終宿主食入後,得以完成其生活史。

(圖一)Toxocara spp. 生活史。圖/Center for Disease Control and Prevention,2019

外型與結構上,Toxocara canis 為雌雄異體,雄性成蟲可長達 4 至 6 釐米,雌性成蟲則可長達 6.5 至 15 釐米,其中雄性尾端具有用於繁殖的針狀體(見圖 2-3)。幼蟲型態的 Toxocara canis 可分為 Level 1 至 Level 3 階段,Level 1 至 Level 3 階段皆存在於其卵殼內,並於蟲卵進入宿主體內後以 Level 3 階段型態破殼而出,最終成長成 Level 4 階段的成蟲。

(圖二)Toxocara canis 成蟲。圖/Mahdy O A,2020

Toxocara canis 會對狗狗造成什麼傷害?

Toxocara canis 寄生於犬科動物體內時造成的傷害的原因主要分為兩種,「幼蟲移行」與「腸道寄生」。

一、幼蟲移行

當蟲卵進入犬科動物體內後,幼蟲會破殼而出,並寄生於小腸內,此時幼蟲可能隨機性移行至其他器官,造成宿主的內臟損傷。值得注意的是,若成蟲受到刺激也會出現同樣的行為,並且可能造成比幼蟲還要更巨大的傷害。

除此之外,幼蟲有可能移行至咽喉與胸部區域,導致宿主出現「噁心」、「嘔吐」等症狀,此時可通過肉眼發現宿主嘔吐物內含有寄生蟲蟲體。應避免宿主或其他動物前去舔食嘔吐物,以防止幼蟲再度回到宿主腸道內生長、繁殖或傳染給其他動物。

二、腸道寄生

Toxocara canis 主要寄生於宿主的小腸,並在其寄生期間吸食宿主養分成長,因此受到感染的宿主,可能出現「營養不良」、「消瘦」等症狀。當寄生數量增加至一定數量時,宿主腹圈可能出現明顯增大的情況,在進行 X 光等圖像檢查時,也可看見其腸道遭到寄生蟲寄生的影像。

也因為腸道寄生的原因,被寄生的宿主可能會有「拉肚子」或「腹痛」的症狀,因此飼主可從被寄生的動物糞便中用肉眼觀察道寄生蟲蟲體。

此外,Toxocara canis 寄生時所產生的排泄物及分泌物,可能導致宿主出現「過敏反應」,且上述排泄物及代謝產物,皆可能對宿主造成一定的毒性,並累積於體內,對宿主造成一定的傷害。

當發現家中的寵物出現以上症狀或相關寄生蟲感染,請盡速前往獸醫院諮詢專業獸醫師,接受更為完整的檢查及治療!

如何檢測 Toxocara canis

在獸醫院,臨床上的檢測有許多種,透過直接塗抹法、集卵法等方式取得樣本後使用光學顯微鏡進行檢查,或使用 DNA 比對檢測檢查。當飼主發現寵物嘔吐物或糞便中的蟲體與蟲卵,以下兩種情況透過肉眼或光學顯微鏡便可進行簡單辨別。

一、蟲體構型

Toxocara canis 的成蟲長度約 4 釐米至 15 釐米,在感染動物的排泄物皆可能發現蟲體,可透過複式顯微鏡或手機的顯微功能進行簡單的觀察。

Toxocariasis 屬的雄性成蟲尾端具有獨特的針狀體(見圖 2-3),而 Toxocariasis 屬的吻部皆為三嘴唇構成(見圖 2-2),以上特徵皆可幫助辨認感染寄生蟲的屬及種別。

二、蟲卵構型

Toxocara canis 的蟲卵大小約 90x75μm,相較於 Toxocariasis 屬的其他寄生蟲,其擁有較為獨特的蟲卵構型,牠的蟲卵為次球形,凹凸的外表,部分人稱其為高爾夫球(見圖 3),因為這種獨特的外表,因此你可先觀察其蟲體的外型確認其為 Toxocariasis 屬的寄生蟲後,再透過蟲卵的獨特構型,來確認感染的是否為 Toxocara canis

以上所敘述之檢測方式僅供飼主更加了解 Toxocara canis 的相關知識,若發現寵物出現感染症狀,請迅速送至附近的獸醫院進行專業診斷與治療!

(圖三)Toxocara canis 蟲卵與 Toxocara leonina 蟲卵比較。圖/University of Saskatchewan,2021

如何預防 Toxocara canis

面對 Toxocara canis,我們該如何避免家裡的狗感染?雲林縣斗六市弘安動物醫院院長周俊宏獸醫師說:「一般在臨床上,都是透過定期接受健康檢查及注射疫苗與投餵藥物、勸導飼主注意環境衛生的清潔並定期檢查清掃、提醒飼主生食所帶來的風險,來進行相關寄生蟲的預防。」因此寄生蟲預防方面主要有:

一、例行性驅蟲

由於環境中必定存在寄生蟲,因此遭到感染是不可避免的,所以進行定期性驅蟲能有效降低寄生蟲感染對於家裡寵物的傷害與影響。

二、環境衛生清潔

蟲卵可能以任何方式被攜帶進入家中,也可能因家裡寵物曾經感染過,而存在家中的環境,當寵物康復後可能又因此遭到二次感染,所以注意環境的清潔度能有效避免寵物遭到感染。

三、避免生食

寄生蟲蟲卵可能存在於生鮮蔬果的表面以及肉類食品中,在餵食方面應避免生食而導致家中寵物誤食入蟲卵導致感染。

四、注意飲用水

未知來源的水可能含有寄生蟲蟲卵,在給予家中寵物飲用前,應先將水煮沸再給予飲用,進而避免其導致感染。

參考資料

  1. Center For Disease Control and Prevention(2019). Toxocariasis.
  2. Cathy Meeks(2020). What Causes Roundworms in dogs and How to Get Rid of Them. PETMD. https://www.petmd.com/dog/conditions/infectiousparasitic/c_multi_ascariasis
  3. Georgi JR, Georgi ME(1990).Parasitology for Veterinarians 5th Edi. W.B. Sanunders Company, Philadephia, PA, USA.
  4. Hansa D. Bhargave, MD(2020). Roundworms in Dogs. https://pets.webmd.com/dogs/roundworms-dogs
  5. Mahdy O A, Mousa W M, Abdel-Maogood S Z, Nader S M,&Abdel-Radi, S (2020). Molecular Characterization and Phylogenetic Analysis of Toxocara Species in dogs, Cattle and Buffalo in Egypt. Helminthologia 57(2), (83-90).
  6. Overgaauw, P. A. M. (1997). Prevalence of intestinal nematodes of dogs and cats in the Netherlands. Veterinary quarterly, 19(1), 14-17
  7. Santos, S. V. D., Santos, F. H. Y., Lescano, S. A. Z., Santos, D. M. D., Tiago, É. D. S., Fonseca, G. R., … & Chieffi, P. P. (2017). Migration pattern of Toxocara canis larvae in experimentally infected male and female Rattus norvegicus. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 50, 698-700.
  8. Stephen J. Ryan (2013). RETINA. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9781455707379000862
  9. University of Saskatchewan(2021) 。Toxocara Canis。https://wcvm.usask.ca/learnaboutparasites/parasites/toxocara-canis.php
  10. Warren, G. (1970). Studies on the morphology and taxonomy of the genera Toxocara Stiles, 1905 and Neoascaris Travassos, 1927.Zoologischer Anzeiger,185(5/6).
  11. 殷國榮 (主編)(2007)。醫學寄生蟲學。科學出版社。
  12. 劉振軒、林中天、林永昌、楊清文(2007)。犬疾病診斷與防治指引,第二版。行政院農業委會動植物防疫檢疫局。
陳泰諺_96
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嘉華中學,一位正在努力朝自己目標前進的學生。

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歐洲人克服乳糖不耐,少拉肚子就是達爾文贏家?
寒波_96
・2022/09/16 ・3812字 ・閱讀時間約 7 分鐘

牛奶、羊奶等生乳中含有乳糖(lactose),可以被乳糖酶(lactase)分解。但是小朋友長大以後,乳糖酶基因便不再表現,失去消化乳糖的能力。幾千年前,世界各地卻出現多款基因突變,讓人能一輩子保有乳糖酶。2022 年一項針對歐洲的研究提出觀點:這項能力之所以受到天擇喜好,是因為能避免拉肚子!?

人類如今也發明去除乳糖的牛奶。圖/被拍電影耽誤的置入性行銷之神──Michael Bay 麥可貝

史上最強遺傳適應,演化過程出乎意料?

人類原本和眾多哺乳動物一樣,小時候依賴母乳餵食,長大後不再喝奶,乳糖酶也失去作用。但是隨著人類馴化牛、羊等動物,即使是成年人也常有機會吃奶。

另一方面,由於乳糖酶基因外頭的調控位置突變,使得許多歐洲、非洲人的酵素在成年後可以持續作用,稱為乳糖酶持續性(lactase persistence,簡稱 LP,也就是乳糖耐受),而且同樣效果的不同突變,至少獨立誕生過 5 次。

具有某方面優點,使得存在感增加的 DNA 變異,稱作遺傳適應(genetic adaptation)。已知的人類案例非常多,天擇的影響力有強有弱,LP 算是受到最強烈天擇力量的基因之一。

由此推敲,當人類開始養牛、養羊,又吃奶以後,同時衍生 LP 應該是順理成章的事?然而,一系列考古學、遺傳學、古代遺傳學的探索,卻徹底打破上述看似合理的推論。

首先,考古學調查發現人類在中東馴化牛、羊,吃奶的歷史至少有 9000 年,接著距今 7000 年前已經引進歐洲多處。再來,由遺骸中直接取得古代 DNA 得知,LP 遺傳變異要等到 4000 多年前才出現,而且超過 3000 年前都還很小眾,最近 2000 年內才大幅提升存在感。

顯而易見,人類開始吃奶的年代,比獲得成年後消化乳糖的能力,更早好幾千年。 2022 年新發表的研究透過更廣泛的取樣分析,再度確認這件事。

由陶器中取樣乳脂質的地點和年代。圖/參考資料 1

再度確認:吃奶比遺傳突變更早好幾千年

隨著技術進步,如今有好幾種方法判斷古代人會不會吃奶,像是分析牙結石中的乳蛋白、容器中的乳脂質等等。新研究偵測陶器中的乳脂質,包括以前發表 188 處,以及新取得 366 處,總共 554 處中東、歐洲的遺址中,得知 6899 件乳製品存在的紀錄。

吃奶的文化能追溯到中東,新石器時代擁有農業的人群,帶著他們的牛、羊一起移民歐洲,也將吃奶文化傳入歐洲。到了距今 7000 年前,歐洲各大地區已經出現乳製品。也許不見得會直接喝生乳,不過肯定存在起司等生乳加工的食品。

比較特殊的是巴爾幹半島,現在的希臘。那時居民會養牛,養羊,吃肉肉;但是分析超過 870 件陶器,完全見不到乳脂質的蹤影。此處或許更晚才建立起吃奶文化。

總之,7000 年前吃奶文化已經廣傳歐洲各地。相比之下,比對不同年代、地點的死人骨頭取樣,消化乳糖的 LP 遺傳變異最早在 4600 年前現蹤,比吃奶晚很多。

而且 LP 出現一段時間後,存在感依然非常低,距今 3000 到 5000 年前的青銅時代,LP 並沒有什麼過人之處。到此為止,LP 只能說是人類族群中的一款普通變異,還不能算是遺傳適應。

不同年代,歐洲各地的吃奶狀況。距今 7000 年前之際(5000 BC)吃奶已經相當普及。圖/參考資料 1

現代社會:能代謝乳糖沒有好處,不能代謝只有小小壞處

儘管比本來以為的晚很多,LP 遺傳變異在歐洲族群的比例,還是於最近 3000 年內明顯上升。它到底因為什麼優點才受到天擇青睞,歷來爭論不休,有人提出營養、維生素D 等假說,可是都缺乏決定性的證據。

搜集幾十萬人遺傳資訊的英國生物樣本庫(UK Biobank),近來被大量用於各色分析。這項研究從中探討 LP 的影響,分析對象中大部分人具有 LP,少數人沒有(論文用語是 lactase non-persistent,縮寫為 LNP,也就是乳糖不耐)。比對得知,LP 並不會影響喝奶、食用乳製品的行為。

直接喝奶才有乳糖代謝的問題,加工成起司等乳製品可以避免,但是「問題」也許不是真的問題。更進一步比對,LP 對於健康狀況也沒什麼影響。簡單說就是:對 33 萬位英國人的分析發現,LP 與否,無關緊要。

加上其餘資訊推論,現代社會在正常情況下,缺乏 LP 大概就是喝奶拉肚子,不是什麼嚴重的問題。例如隨著中國經濟發展,沒有 LP 的中國人大量喝奶,多數也沒怎麼樣。

這也符合台灣人的經驗,台灣人配備 LP 的比例不高,可是隨著飲食習慣改變,多數人也就是這樣喝奶。另外喝奶會改變人的腸道菌,影響消化狀況,也是一個影響因素。

普遍缺乏 LP 的台灣人,很多人也是生乳照樣喝。圖/[廣宣] 牛奶妹 徵求中興大學牧場鮮奶長期訂戶

飢荒、疾病,時代力量的逆境考驗?

為了解釋歐洲歷史上 LP 比例的大幅上升,許多論點提出喝奶的優點,但是想想頗有可疑。把鮮奶加工製成乳製品,就能輕易抵銷 LP 問題,即使是飢荒時節也不例外;不能直接喝奶也不會餓死,吃起司就好。在營養加分方面,能喝奶真的有什麼優勢嗎?

由人群中遺傳變異的比例變化,我們能評估天擇影響的結果,但是不見得能抓到當初天擇真正的目標。新研究的分析指出,LP 的意義似乎不在創造優勢,而是避免劣勢。

跑完一大堆統計分析後,有兩項因素和 LP 的關聯性最高。一項是人口數量的波動,另一項是人口的密度。論文的解釋是,人口數量波動和飢荒有關(飢荒讓人口減少),密度和傳染病有關(人變多會增加傳染病的機率)。

沒有 LP 的人直接喝奶,副作用往往是腹瀉,在豐衣足食的現代社會多半沒有大害,還能刺激代謝,順便減肥;雖然對某些人而言,拉肚子依然是困擾的問題。

至於營養不良的人,腹瀉更可能出問題;某些疾病下,拉肚子造成脫水,容易重傷害健康。時常被營養不良、傳染病、飢荒等災厄糾纏,是古代的常態。

由此推論,不論是饑荒的短期逆境,或是傳染病的長期逆境(論文沒有特別討論,我想也包括寄生蟲?),配備 LP 的人由於能少拉肚子,生存機率也會大一點。

不同地區的人群,在不同年代的 LP 人口比例。圖/參考資料 1

魔鬼藏在拉肚子?

影響最大的年齡層可能介於 5 到 18 歲。此一小大人的階段,乳糖酶將漸漸失去作用;營養不良、體弱多病的人身體比較脆弱,拉肚子是要命的事,這或許正是天擇的目標!

古時候衛生狀況不佳,拉肚子大概很常見,而未成年人的死亡率也遠勝現在,小孩死掉並不意外。在此之下,能減少拉肚子的 LP 遺傳變異,長期累積下來,正面影響力或許頗為可觀。

這項研究的說法是否正確?它仍不足以算是決定性的證據,不過脈絡頗有道理。非洲也有多個獨立誕生的 LP 遺傳變異,相較於歐洲了解少很多,這是個潛在的研究方向。

另外不可忽視,讓乳糖酶維持作用的 LP 遺傳變異,也受到飲食習慣、生活背景影響,不單純是遺傳的事。例如自古牧業發達的蒙古、哈薩克,居民的 LP 比例一直很低,幾千年來也活得很好。少拉肚子也許能解釋歐洲的狀況,其餘地區不宜過度延伸。

延伸閱讀

參考資料

  1. Evershed, R. P., Davey Smith, G., Roffet-Salque, M., Timpson, A., Diekmann, Y., Lyon, M. S., … & Thomas, M. G. (2022). Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature, 1-10.
  2. The mystery of early milk consumption in Europe
  3. Famine and disease drove the evolution of lactose tolerance in Europe
  4. How humans’ ability to digest milk evolved from famine and disease
  5. Ancient Europeans farmed dairy—but couldn’t digest milk

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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揭露蜜蜂的防疫策略!——保持「社交距離」如何阻斷寄生蟲在巢內傳播?
Fisher_96
・2021/11/27 ・3050字 ・閱讀時間約 6 分鐘

昆蟲的群落中存在特殊的社會結構以及互動方式,使得牠們的接觸與聯繫都相當密集。這樣的行為模式帶給昆蟲很多優勢,牠們能夠更有效率地養育幼蟲、進行覓食與資訊傳播,或穩定環境以更有效利用儲存在巢中的大量食物。但同時,這樣高度密集的接觸也有可能為昆蟲的群落帶來不可挽回的缺陷——例如傳染病。

昆蟲會依據不同的年齡而有不同的工作,並產生不同的階級,不同階級在巢中所居住的位置也不同,昆蟲的巢中都會被組織成不同空間來利用。為了對抗疾病的壓力,群居的昆蟲還進化出了不同形式的社會防疫方式:昆蟲會透過行為的改變,來避免病原體入侵群落,而且病原體或寄生蟲等可能對群落造成傷害的外來壓力,還會是推動昆蟲群落組織的關鍵因素。

目前,已經有研究透過螞蟻與蜜蜂實驗證實,昆蟲會透過調整群體社交網路以及巢內空間使用,來降低微生物疾病傳播的風險,並且可以成功發展為組織免疫反應。群居昆蟲的巢穴中棲息著各種各樣的蟎蟲,某些種類會對群落適應性產生重大影響。這樣的防疫方式對寄生蟲也一樣成立嗎?

遭瓦蟎(圖中央蜜蜂背上紅點)寄生的蜜蜂。圖/WIKIPEDIA by Piscisgate

瓦蟎去去走!威脅蜂群生存的寄生蟲

瓦蟎(Varroa destructor,又稱狄斯瓦蟎)就是全世界蜜蜂生存最嚴重的威脅之一。瓦蟎會吸食蜂蜜體液,也會傳播各種病毒和病菌,若是幼蟲被瓦蟎寄生,在羽化後常會有翅膀變形或沒有翅膀而無法飛行,影響整個蜜蜂群落。因為這樣,瓦蟎在過去幾十年中,對整個北半球蜜蜂群落的衰落產生了巨大影響。

在蜜蜂族群的巢內空間中,最靠近中心的巢室由蜂后、幼蟲以及保育蜂構成。保育蜂是工蜂的一種,由羽化三天的幼年雌蜂擔任,除了照顧幼蟲與蛹,也進行與外部巢室的聯繫。外部巢室主要是工蜂的空間,保育蜂會在外部巢室為其他蜜蜂進行社交梳理(幫另一隻蜜蜂清除身上的髒東西和寄生蟲等的行為)。

在羽化一個月後,保育蜂會成為中年覓食蜂,負責出外採蜜,這時候牠們就可能會在花朵上遇到寄生蟲而不小心帶回巢中,進而影響整個群落。雌蟎會為了繁殖而寄生在保育蜂身上進入內部巢室。

瓦蟎不僅會吸食蜜蜂體液,還會傳染疾病/WIKIPEDIA

面對瓦蟎威脅,蜂群也會加大「社交距離」

為了查明蜜蜂族群在遭遇瓦蟎侵襲時,是否會啟動如前述遇到微生物疾病時的反應?近期倫敦大學學院(University College London, UCL)和義大利薩薩里大學(University of Sassari, Uniss)的研究人員共同在《科學進展》(Science Advances, AAAS)發表研究,透過觀察蜜蜂的空間使用和社交互動模式,發現當蜜蜂的蜂巢受到寄生蟲威脅時,蜜蜂也會增加社交距離來減少寄生蟲傳播。

研究團隊針對蜜蜂的群落進行了幾種實驗設定與假設。第一,觀察在野外環境中遭瓦蟎入侵的整個群落,以觀察特定免疫防禦策略的變化;第二,觀察在實驗室中對實驗感染瓦蟎的侵擾引起的社會行為變化,並依據社會免疫理論進行了預測,如下圖。

在實驗的第一部分中,團隊監測了巢中與寄生蟲傳播較密切相關的兩種行為:覓食舞蹈和社交梳理。覓食蜂在進入蜂巢後會進行覓食舞蹈,以將食物來源的確切位置傳達給其他覓食蜂,在有瓦蟎的蜂巢中,覓食蜂跳覓食舞的位置更集中在靠近蜂巢入口處,而在沒有瓦蟎的蜂巢中,覓食蜂跳舞的位置平均分布在巢中蜂巢入口的位置和蜂巢的中央。

奇妙的是,在感染組中,採蜜蜂仍然會在無蓋的育雛室中跳舞,團隊推測是因為在無蓋的巢室跳舞時,振動信號可以傳遞的更遠,而更可以有效將食物訊號傳遞給其他採蜜蜂(過去已經有研究確認)。同時,社交梳理也更頻繁地發生在蜂巢中央以及無蓋的育雛室中。

因此可以發現,蜜蜂固然會為了防疫而改變跳舞的位置,但還是需要在防止寄生蟲傳播以及群落內資訊傳遞的需求之間權衡,牠們也會同時透過過增加社交梳理的頻率以及改變位置來達成防止瓦蟎入侵的目的。社交梳理行為向巢穴中心的轉移,也就代表保育蜂(較年輕的工蜂)更集中在巢穴中心的位置,拉開了與較年長的其他工蜂的距離。

而在第二個實驗中,研究團隊觀察 1 天齡蜜蜂成長過程中的社交行為,包括社交梳理、觸角接觸和交哺行為,來確認蜜蜂群體是否會為了防止瓦蟎入侵改變社交行為。觸角接觸是蜜蜂用來識別與溝通的主要方式,交哺行為則是蜜蜂將液體食物分發給其他蜜蜂的過程。

團隊原本預測,在瓦蟎入侵的壓力下,社交梳理會增加,而觸角接觸和交哺行為會減少,降低巢穴中社交網路的凝聚力(即群體的聯繫程度),受感染群體的網路連接性和節點中心性(蜜蜂在社交互動網絡中的良好連接程度都會降低)。

蜜蜂會為了防疫而改變跳舞的位置,但也會為了資訊傳遞的效率不得不靠近容易被傳染的幼蟲。圖/Pixabay

揪甘心!遭寄生的蜜蜂獲得更多支援

研究人員在實驗中發現,有瓦蟎組中的蜜蜂接受社交梳理的次數增加,這是符合團隊推測的結果。不過與無瓦蟎組相比,在有瓦蟎組中觀察到的觸角接觸和交哺行為卻都增加了。實驗團隊推測,或許是因為觸角接觸可以放出巢穴中有寄生蟲的資訊,同時,感染了寄生蟲的蜜蜂,需要透過吸收更多營養來強健體魄、對抗寄生蟲,進而除去身上的寄生蟲。

看到這裡我們可以發現,蜜蜂對於蟎蟲的存在其實缺乏明顯的組織免疫策略,有蟎組的蜜蜂社會凝聚力並沒有降低,而且與其他蜜蜂相比,被瓦蟎感染的蜜蜂個體在社交網路中的地位也沒有降低,反而受到了更多的照顧。或許是因為,若過度劃分與受感染蜜蜂的互動,可能會導致蜜蜂社會的混亂,以及工蜂勞動力的流失。

雖然目前的實驗與推測沒有非常強力的證據支持,但至少可以看出,昆蟲的社會免疫策略還是會產生變化,並且這些變化在昆蟲社會中不同年齡或階級相互作用的重要性。

當然,前述蜜蜂的防疫策略,在昆蟲的行為與階級都擁有特定表現的基礎上,更有利於調整社會結構的特定變化(例如空間、頻率等),又能同時保持群體內的互動,更能讓昆蟲個體在利用社會行為好處的同時,盡可能將傳染病的特定風險降至最低,而或許對蜜蜂群體來說是利大於弊。

昆蟲個體既要維持對族群的貢獻,又要避免將疾病傳染給同伴。圖/Pixabay

畢竟,為了防疫所造成的社會疏遠對於所有群居動物來說代價肯定都相當高昂,這從 2020 年持續至今的 COVID-19 病毒來看更加明顯。人類在這樣的過程中要如何去拿捏利弊,基於人類社會的複雜性可能造成牽一髮動全身的成果,或許不同人、社會與國家都會有不同的想法與做法,而不像昆蟲行為能夠如此單純。但至少我們可以確定,就像蜜蜂群體的發展一樣,遲早會有一個平衡。

參考資料

Fisher_96
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