一種住在北歐水塘中的棕色小蜘蛛，背後帶著一顆氣泡。這種一公分大的水蜘蛛（Argyroneta aquatica）是世界上唯一一種，終其一生都生活在水中的蜘蛛。然而，就跟其他陸生蜘蛛一樣，它們也需要氧氣呼吸。因此，它們不時離開在水中由蛛網構成的小屋來到水面，藉由毛茸茸的腹部，然後帶著氣泡回到棲所，將氣泡存放在由蜘蛛絲編成的氣艙中。科學家現在發現，這個「潛水鐘」並不只單單儲存空氣而已，事實上，它像個肺，能從水中取得氧氣，讓蜘蛛得以在水下待上一天之久。

澳洲的生理學家Roger Seymour，自幼就對水蜘蛛非常著迷。因此，他遠赴柏林，和德國的生理學家Stefan Hetz合作，研究這種蜘蛛。他們花上整個夏天收集蜘蛛，並把蜘蛛放入水缸中，然後觀察它們結網，並放入氣泡。

他們利用直徑只有15微米粗的光纖氧氣探測器，伸入潛水鐘，測量氧氣是如何在氣泡內外移動的。結果發現，潛水鐘的功能比較像是「肺」，當蜘蛛從潛水鐘獲得氧氣，會有更多的氧氣進入潛水鐘的空間。但大約24小時後，水壓開始使得鐘塌陷，於是蜘蛛必須到水面，帶另一個新的氣泡回來。而光纖得到的資料也顯示，蜘蛛在帶回新氣泡的途中，僅消耗異常少量的氧氣。

Seymour說，水肺的關鍵在於，調整體型和氧氣需求及體積的比例。當蜘蛛抓到獵物並享用它的午餐時，身體需要代謝更多的氧，因此它需要在潛水鐘上加上網，增加表面積以加入更多的氣泡能把食物放到裡面。另外，雌蜘蛛也會在即將產卵時，擴大潛水鐘，然後在卵外圍包裹上一層「繭」，在將其放入潛水鐘；當小蜘蛛孵化後，爬出潛水鐘，就會帶著自己的氣泡，大約只有針尖般的大小。

過去的研究認為，水蜘蛛每半小時需要重新填充氣泡，但Seymour 和 Hetz發現，水蜘蛛可以在水中待上一天之久。如此，在等待獵物的同時，可以避免成為鳥兒的獵物。Seymour很訝異沒有其他蜘蛛有類似的策略，他還補充，水蜘蛛看來能適應各種環境，甚至在溫水中，潛水鐘依舊能執行功能，這也暗示水蜘蛛能在暖化存活。

資料來源：ScienceNow: Underwater Spider Spins Itself an Aqualung [ 9 June 2011]

其他報導：NatureNews: Underwater spiders use webs as ‘gills’ [9 June 2011]

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• 作者 / 梅林．謝德瑞克
• 譯者 / 周沛郁

最多產、最能有創意地操控動物行為的，是一群住在昆蟲體內的真菌。這些「殭屍真菌」改變寄主行為的方式，得到明確的好處──真菌綁架一隻昆蟲，就能散播孢子，完成自己的生命週期。

研究最透徹的殭屍真菌是偏側蛇蟲草菌（Ophiocordyceps unilateralis），這種真菌的一生都繞著巨山蟻（carpenter ant）打轉。巨山蟻受真菌感染之後，會失去自己怕高的本能，拋下相對安全的巢，爬上最近的植物──這症狀稱為「登頂症」（summit disease）。在適當的時候，真菌會迫使巨山蟻用大顎鉗住那株植物、「死命一咬」，菌絲體從巨山蟻腳上長出來，把巨山蟻固定在植物表面。真菌接著消化巨山蟻的身體，從巨山蟻頭上發出菇柄，孢子撒向經過下方的巨山蟻身上。如果孢子錯失了目標，就會產生次生的黏性孢子，在作為引線的細絲上向外延伸。

殭屍真菌極為精準地控制它們寄主昆蟲的行為。蛇形蟲草（Ophiocordyceps）會強迫螞蟻去溫度、溼度剛好的區域死命一咬，讓真菌結實──就在森林離地二十五公分高的地方。真菌利用太陽的方向來引導螞蟻，在中午時分同步感染螞蟻。螞蟻不會咬進葉背的任何老位置。百分之九十八的情況下，螞蟻會咬住主脈。

殭屍真菌如何控制寄主昆蟲的心智，一直令研究者大惑不解。二○一七年，真菌操控行為的一位頂尖專家大衛．休斯（David Hughes）帶領的一支團隊，在實驗室裡用蛇形蟲草感染了螞蟻。研究者在螞蟻死命一咬的那一刻，把螞蟻的身體保存起來，切成薄片，重建真菌住在螞蟻組織中的三維圖像。他們發現真菌變成螞蟻體內的一個假體器官，占據螞蟻身體的程度令人不安。受感染的螞蟻生物量之中，高達百分之四十是真菌。菌絲從頭到腳蜿蜒鑽過螞蟻的體腔，纏住螞蟻的肌纖維，透過互連的菌絲體網絡來協調螞蟻活動。然而，螞蟻的腦中居然沒有菌絲。休斯和他的團隊完全沒料到這情況。他們預期螞蟻的腦部會有真菌，才能那麼精細地控制螞蟻的行為。

結果真菌似乎是採用藥理學的方式。研究者懷疑，真菌雖然沒有實際存在於螞蟻腦部，但還是靠分泌化學物質，影響螞蟻的肌肉和中央神經系統，進而操控螞蟻的行動。但究竟是哪些化學物質，還不清楚。也不知道真菌能不能切斷螞蟻腦部和身體的連結，直接協調螞蟻的肌肉收縮。不過，蛇形蟲草和麥角菌是近親，瑞士化學家艾伯特．赫夫曼（Albert Hofmann）最初正是從麥角菌分離出用於製造 LSD 的化學物質，繼而做出一類化學物質，LSD 正是衍生物──這類化學物質稱為「麥角鹼」。在感染的螞蟻體內，負責產生這些生物鹼的蛇形蟲草基因組啟動了，表示這些基因組在操控螞蟻行為的過程中，可能扮演了某種角色。

不論這些真菌是怎麼辦到的，它們的干預以人類的任何標準來看，都十分驚人。經過幾十年的研究，投入數十億美元的經費，用藥物調控人類行為的能力還完全無法微調。比方說，抗精神疾病藥物無法針對特定的行為，其實只有鎮定效果。相較之下，蛇形蟲草百分之九十八的成功率，不只是讓螞蟻向上爬或是死命一咬（這百分之百會發生），而是咬到葉片特定的部位，並且是對真菌最理想的環境。不過公平起見，蛇形蟲草和許多殭屍真菌一樣，其實有很長的時間可以微調它們的做法。受感染的螞蟻行為有跡可循。螞蟻的死命一咬在葉脈上留下明顯的疤痕，依據化石化的疤痕，這種行為的起源可以追溯到距今四千八百萬年前的始新世（Eocene）。真菌很大部分的時間都在操控動物心智，可能自己也有心智。

——本文摘自《真菌微宇宙：看生態煉金師如何驅動世界、推展生命，連結地球萬物》，2021 年 8 月，果力文化。

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