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這種螞蟻是真正的亞馬遜女戰士

陸子鈞
・2011/07/19 ・1122字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 549 ・八年級

即使是螞蟻,也無法完全擺脫有性生殖。一種屬於少數無性生殖的種類而聞名的拉丁美洲螞蟻,現在被發現有「暗中進行的性行為」,或許能解釋為什麼這種螞蟻能生存這麼久而不會滅亡。

這種屬於切葉蟻族(Attini)的螞蟻 Mycocepurus smithii ,會像農夫一樣種植真菌,並作為食物。過去,科學家不認為這種螞蟻有什麼特別之處。直到2005年,一項研究發現,一個位於波多黎各的這種螞蟻族群,似乎少了一個重要的東西-雄蟻;2009的兩篇研究,也發現由工蟻及一或多隻蟻后,完全是雌性組成的社會。這些蟻后雖然已經性成熟,可以生殖,但她們的儲精囊卻是空的。

研究中的其中一位作者,哈佛大學的演化生物學家Christian Rabeling,對於這結果非常訝異。因為沒有雄蟻,顯然蟻后必須行無性生殖,讓蟲卵不用精子,就能發育成幼蟲。在已知超過一萬種螞蟻中,只有少數種類有這種能力,而且其中大多數的生殖模式,混合了無性及有性機制。

無性生殖的物種不多,因為無性的族群無法藉由交配,混合基因,它們通常缺少遺傳多樣性,來應付像疾病之類不能預期的挑戰。

新的研究中,Rabeling和他的同事比過去調查更為廣泛。他們在拉丁美洲,收集來自39個不同族群,共234隻的 M. smithii 螞蟻,並檢查其遺傳組成。其中35個族群,結果顯示為蟻后的複製體(沒有遺傳差異)。

但有4個族群的結果,出乎Rabeling的意料之外。它們棲息在巴西其中一處亞馬遜河的支流,工蟻帶有混合的基因,就像有性生殖的社會一樣。研究團隊解剖了蟻后,這次他們發現了精子!一個強力的證據,證明蟻后打破了她們「單身的誓言」。

Rabeling提到,「沒有基因交流,鮮少物種能存在很久」。他預期,沒有基因交流的動物,會在幾百萬年甚至更短的時間內滅絕。這四個亞馬遜族群,位在蟻群分布的中央,所以看來似乎是基因多樣性的來源;有特殊的蟻后,確保該物種的基因庫不會崩解。

演化生物學家Julien Foucaud,對於「暗中進行的有性生殖」,維繫無性物種並不感到意外。但他強調,不能忽略無性生殖帶給生物的優勢;「性」雖然能在族群中增加新的基因,但同時也可能拆開原本順利運作的基因。Foucaud預期,如果生物學家更深入研究已知的蟻種,會發現比過去預測更多的單身女王。

德國的演化生物學家Jürgen Heinze認為,這是個新的生殖策略。Rabeling的研究雖然不是第一個指出單身蟻后藏有隱蔽的生殖行為,但卻是目前最完整的研究。

Rabeling承認,他們目前對於有性蟻后如何維繫周圍聚落,仍不清楚,也還沒找到雄蟻的蹤跡,或許這些螞蟻是真正的亞馬遜女戰士,就像神話中的女性聚落一樣。蟻后可能在交配後,就將雄蟻丟棄,「『他們』在聚落中不事生產,在交配後毫無作用……他們徹底的從生理上被剔除」Rabeling說。

資料來源:ScienceNow: ‘Asexual’ Ants May Be Having Sex After All [18 July 2011]

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。


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發炎性腸道疾病的獵奇療法:來一杯「鉤蟲卵」吧!——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/24 ・2290字 ・閱讀時間約 4 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

上一節,我提到了犬蛔蟲,我好不容易才忍住沒有提另外一種寄生蟲:蠕蟲。這類寄生蟲成員眾多,個個都是入侵或躲避免疫系統的行家,牠們有許多花招可以幫助牠們在人體內存活下來、繁榮昌盛。牠們之所以需要這些花招,是因為作為寄生蟲,牠們的個頭太大了,免疫系統不可能看不到牠們。即使是較小的蠕蟲物種,也有幾公釐長,跟病毒或細菌比起來,可謂龐然大物。

蠕蟲感染者的腸道 X 光照片,圖中黑線都是蠕蟲。圖/WIKIPEDIA by Secretariat

在世界上許多較貧窮的地區,由於衛生條件較差,蠕蟲帶來了無盡的痛苦:據統計,世界上約四分之一的人口感染了某種類型的蠕蟲。衛生機構正在嘗試使用預防、清潔的手段和抗蟲藥物來緩解疫情。與此同時,在已開發國家,人們已經成功消滅了蠕蟲疾病。

也許有點過於成功。

免疫反應有幾種不同的形式。我們理解得最透徹的兩種是 Th1 和 Th2(Th 代表輔助 T 細胞,這是一種重要的 T 細胞)。它們的細節比較複雜,但大體畫面是這樣的:這兩種反應處理的是不同類型的感染——Th1 類型的輔助 T 細胞會向吞噬細胞和胞毒 T 細胞發出啟動訊號。聽到「集結號」之後,這些細胞會追蹤並摧毀任何被病毒或特定細菌感染的人類細胞。與此相反,Th2 反應是直接攻擊那些尚未入侵人體的病原體,Th2 細胞會啟動一種叫作嗜酸性球(eosinophils)的免疫細胞,來殺死蠕蟲。只要一種 Th 反應上調,另外一種就會下調。這種機制是合理的,因為這樣可以節約身體的資源,並降低免疫反應的副作用。

TH2 細胞(左)正在被 B 細胞(右)活化。圖/WIKIPEDIA

蠕蟲激發的正是 Th2 反應。有人因此認為,此消彼長,在那些蠕蟲病發病率較高的國家,過敏反應( Th1)的概率恰恰因此更低。(在過去幾十年裡,已開發國家裡出現過敏反應的人越來越多)。流行病調查顯示:蠕蟲越是肆虐,過敏反應就越少。

蠕蟲採取的各種躲避和反擊策略,以及牠們的存在本身,都會對免疫系統產生影響。一個效果就是牠們會抑制發炎反應——要知道,世界上有許多人巴不得他們的發炎反應受到一點抑制呢。

因此,許多患有慢性自體免疫疾病(比如,發炎性腸道疾病)的人現在正在接受蠕蟲療法(用的是鉤蟲),針對其他發炎疾病的臨床治療也正在測試。

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鉤蟲, 被用在慢性自體免疫疾病的蠕蟲療法 。圖/WIKIPEDIA

這聽起來有點怪誕:有人竟希望——不,堅持要——被寄生蟲感染。他們向醫生求助,醫生給他們的藥是一小杯鉤蟲卵,然後他們就喝下去了。在他們的胃裡,這些卵會孵化,幼蟲會爬出來。然後,不知怎的,患者就感覺好多了。當然,鉤蟲不會存活很久(醫生選擇的物種並不會在人體腸道內存活很久,否則就會有新的麻煩了),因此,過一段時間,患者又要接受新一輪的感染,以維持免疫系統的平衡。

當然,如果我們可以不用蟲子(比如使用其中的有效成分,類似某種「鉤蟲萃取物」的藥物)就可以治療疾病,那就更好了。但是,目前還沒人知道到底哪些成分重要——而且似乎要見效,必須要用活的蠕蟲。

為了解釋關於蠕蟲的這個情況,研究人員提出了「老朋友假說」(old-friends hypothesis),這是「衛生假說」的一個改良版。你也許聽說過「衛生假說」,它已經流傳了很長一段時間,但直到一九八九年才由大衛.斯特拉昌(David Strachan)正式提出。他進行的流行病學調查顯示,那些在農場裡或田野邊上長大的孩子要比那些在城市裡長大的同齡人更少患上過敏。從此之後,「衛生假說」就被用於描述許多不同的觀念,其中一些得到了研究支持,而另一些則沒有。

總的來說,老朋友假說的大意是,人類的免疫系統是在一個充滿微生物的世界裡發育的,我們經常要跟許許多多的微生物打交道。我們已經看到了免疫系統跟腸道微生物的密切聯繫,但是這樣的親密關係也可能會擴展到病原體。免疫系統已經對一定程度的接觸和較量習以為常了。現代西方社會,是人類有史以來最愛清潔、刷洗、消毒的階段,我們受感染的機會大大減少——但這破壞了免疫系統的平衡。我們的免疫系統習慣了跟某些病原體對抗,一旦沒有了對手,它就會工作失常。因此,嬰兒和小朋友也許最好要接觸一點髒東西。

現代社會,是人類有史以來最愛清潔及消毒的階段,我們受感染的機會大大減少,但這破壞了免疫系統的平衡。圖/Pixabay

顯然,你不希望你的孩子臉上有霍亂弧菌,雖然研究人員在二○○○年發現結核病對預防氣喘有幫助,但這並不意味著你要讓孩子染上結核。但是「髒東西」裡含有許多常見病原菌的減毒突變株(不再那麼有害),這可能對孩子的身體有益。沒有它們,孩子日後也許更容易患上免疫疾病——比如過敏和自體免疫病。

問題是,要多乾淨才算乾淨,要多髒才算髒呢?抱歉,我真的不知道答案。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田

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麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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