疯狂的进化,操纵蚂蚁的蛇形虫草菌

自然界的疯狂我们不可想象。

在巴西雨林中,有一种真菌,它的孢子(真菌的繁殖体)会入侵蚂蚁的身体,并控制蚂蚁的行动,使蚂蚁变成它的傀儡和繁殖的工具。

首先,这种真菌的孢子会附着在弓背蚁的外骨骼上,并分泌特殊的酶溶解蚂蚁的外骨骼。之后,在外骨骼上施加压力,把自己挤进蚂蚁的身体,附着在蚂蚁的肌肉纤维上。然后,真菌孢子开始在蚂蚁体内大量繁殖。大约三周之后,这种真菌孢子就占据蚂蚁体重的一半之多了。

在孢子入侵和繁殖的过程中,“傀儡蚂蚁”和正常的蚂蚁一样,爬来爬去,寻找食物,喂养后代,没有一点异常。它的同伴浑然不知自己的蚂蚁社会中混入了一被操纵的“恶魔”。

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后来的某一天,这只蚂蚁从它的社会中消失了。

它的“真菌”司令员,命令他在正午时分离开蚁穴。蚂蚁像醉酒的一样,跌跌撞撞地爬到离地约25厘米左右高的一片树叶上。离开的时间和目标地点是被精确计算过的,总是中午,总是离地25厘米,这个时间,这个地点,温度和湿度都刚好适宜真菌的生长和繁衍。更关键的是,这个地点还正好位于附近一个蚁穴的蚂蚁的必经之路上。

接着,“真菌”司令员又控制它的“傀儡”爬到叶子的背面,用双颚死死地咬住叶脉,然后结束自己的生命。当这一切完成之后,这种真菌就从蚂蚁的脑袋中伸出一条柄状的子实体,向下方路过的蚂蚁抛撒孢子。这条柄状的子实体还能弯曲成一定的角度,保证覆盖到整条路径上的蚂蚁。甚至,有些被控制的蚂蚁还能攻击这条路径上的同类,像埋伏的狙击手一样,对准自己的昔日的同伴,开始新一轮的这种可怕的循环。

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子实体方向变化

这种真菌就是“蛇形虫草属真菌(Ophiocordyceps)”,又名“线虫草属”或者“线形虫草属”,于1931年由英国真菌学家汤姆·佩奇描述发表。本属包含大约140种寄生于昆虫的物种。其中,也包括我们熟悉的“冬虫夏草”,控制的是一只毛虫。

这很令人震惊!这种连脑子都没有的真菌,在个体数量达到一定的规模后,能通过无比精巧的合作,创造堪比顶级智慧生物的算计。甚至,蛇形虫草属真菌的种类还能有针对性地攻击不同种类的蚂蚁或者昆虫。这种合作和算计,已经存在很久了。在4800万年前的树叶上,科学家发现也发现过“僵尸蚂蚁”标志性的咬痕。

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那么,“无脑”的真菌为什么要利用蚂蚁作为其散播孢子的工具呢?又是如何学会的呢?

一个可能的原因是,热带雨林的植物太过密集了,导致没有风帮助他们传递孢子。于是,蛇形虫草属真菌花费了百万年的时间,在自然选择的作用下,终于学会了如何入侵蚂蚁、控制蚂蚁、命令蚂蚁。这对蚂蚁来说,有点丢了,它们几乎是最高等的昆虫了,社会体系极为发达,却被小小的真菌玩弄,就好像你被你家的盆栽洗脑了。

这种控制的过程和人类醉酒的过程类似。科学家揭示,蛇形虫草属真菌会释放一种神经调节素,影响蚂蚁神经信号的传递,和酒精对人的影响类似。因此,和醉酒的人一样,被控制的蚂蚁,爬出蚁穴时身体会剧烈抽搐、颤抖。不过,显然这种控制要比酒精的影响要精巧细致得多,这只“傀儡”蚂蚁,在真菌的指挥下,迈着酒醉的步伐,蹒跚的走向了最适宜真菌生长的位置。

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如何控制一只蚂蚁

“蚂蚁”对蛇形虫草属真菌的这种行为,真的毫无抵抗,没有任何应对措施了吗?

不是的,蚂蚁也是相当聪明的一种动物,它们很快就发现了同伴的行为有点异常。它们知道它要么生病了,要么被真菌洗脑了。于是,和人类类似,他们会将这只异常的蚂蚁拖出蚁穴,扔在附近的某一块区域,如果它能恢复,就回来,不能恢复,那就听天由命了,不过它大概率是恢复不了。这是一种降低社会风险的最优策略,避免整个蚂蚁社会因为一只蚂蚁的异常而崩溃。蚂蚁正是通过这种策略,避免这个种群灭亡时间的发生的。

不过,蛇形虫草属真菌也在随着蚂蚁一起进化,它们已经找到了应对蚂蚁的策略了。生命的进化就是这种博弈的过程,“道高一尺,魔高一丈”。和寄生性蚤蝇对火蚁的控制类似,它们不会安静地在群体中等待着被发现,而是在这之前,就驱使宿主离开群体,找个最适宜的地方,结束宿主的生命,继续散播自己的孢子。

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子实体的生长

这是全部了吗?绝不是,还有许多谜题仍待解开。

比如,为什么真菌不从“傀儡”身上直接传播到整个群体,杀死整个群体,而是要采取如此迂回的措施,留下它们的生命,仅仅作为运输工具呢,接触更多的蚂蚁呢?比如,假如发生意外,有某种自然的不可抗力导致整个蚁穴毁灭了,“洗脑真菌”能通过其他的方式找到其他的蚁穴吗?

还有许多问题需要解决,但是蛇形虫草属真菌把变成繁衍的傀儡这样的进化奇怪,已经在自然界上演数百万年了。在一次次的随机的基因突变中,蛇形虫草属真菌终于学会了如何对它的宿主施加控制,达到自身生存和繁衍的目的。

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