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住在食物裡的蝦子

陸子鈞
・2011/08/06 ・779字 ・閱讀時間約 1 分鐘

如果你喜歡吃果凍,那住在巨大果凍挖出來的房間裡,餓得時候就挖一口,應該是件很完美的事,海綿蝦(Typton carneus)應該就是這故事的主角,這種鮮豔橘色外表的小蝦,住在活的海綿中。科學家現在發現,它們不只把海綿當做棲身之所,還會吃它們的房子。

直到最近,科學家才發現這種小蝦,因為它們體型不會大於1.5公分,也很少離開它們在海綿裡頭建造的通道。但現在科學家已經鑑定出很多樣的海綿蝦,其中一種甚至在海綿中形成類似蟻窩的聚落。

科學家一直假設海綿蝦是「寄生」於海綿中,因為小蝦會咬下海綿,造它們躲藏的掩蔽所,但卻只有在兩支海綿蝦類群中,找到行為上的證據。為了要證實寄生關係普遍存在於海綿蝦廣泛的種類中,查理大學(Charles University)的生態學家 Adam Petrusek和他的同事,先在中美洲貝里斯收集海綿並檢視組織。結果發現,約有34%的海綿裡住有海綿蝦。

另外的證據是海綿蝦的螯。研究團隊利用電子顯微鏡掃描,發現小蝦的第二對足,看起來是具「有特殊意圖」的工具。研究團隊認為,這對螯不像是用於防禦或打鬥,Petrusek說:「海綿蝦的第二對足和一般的龍蝦或螃蟹不同,比較像是一把剪刀。」

研究團隊除了看到蝦界的「剪刀手愛德華」之外,還解剖了海綿蝦的胃,發現海綿片段,進一步證實了小蝦會把海綿吃進肚子裡。除了T. carneus,這種海綿蝦以外,它的表親 T. distinctus也有類似的一對剪刀。Petrusek預期,寄生關係應該會普遍存在於其他「海綿房客」動物中。

然而,或許海綿蝦不是惡房客。海綿再生的速度很快,海綿蝦的飲食習慣可能不對它造成影響;海綿蝦也許也有提供給他的房東一些好處。雄蝦會揮動他的螯,趕走其他要闖進海綿的入侵者,像是會啃食海綿的海星。另外,海綿蝦習慣雌雄成對居住在單一海綿中,能確保海綿不會收到過量的房客而影響居住品質。

資料來源:ScienceNow: Shrimp Hurt the Sponges That Shelter Them [29 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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殭屍真菌的心智操控術!被附身的螞蟻變成「孢子釋放機」——《真菌微宇宙》

azothbooks_96
・2021/09/25 ・1691字 ・閱讀時間約 3 分鐘
  • 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。

受到蛇形蟲草(zombie fungus)感染的巨山蟻。圖/AntWiki by João P. M. Araújo

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。

雀麥上的麥角菌。圖/WIKIPEDIA by Claude De Brauer

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

azothbooks_96
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