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《寄生兽》中的生物学:寄生、拟寄生到共生


来源:15选5开奖结果天地      发布时间:2018-12-07 01:38     点击率:

  为什么主角也叫新一却没法杀死在场的人之类的。不过总的来说,在虚构的世界中寻找真实感的人脑子一定有问题——我们一般把这种问题称为“脑洞”。

  在《寄生兽》中,寄生生物似乎演化出了一种非常逆天的生存策略,如果它们真的是演化的产物。它们和三次元里各种寄生虫一样,夺取宿主的营养,不过它们干脆直接取代了宿主的神经系统,从而可以控制宿主的活动。不过在自然界的寄生关系中,寄生生物控制宿主神经系统的例子也有一些,例如铁线虫。

  铁线虫并不是一种动物,而是铁线虫纲(Nematomorpha)下所有动物的总称。它们需要水才能繁殖,但是螳螂显然没事儿不会去水里溜达。为此,铁线虫幼虫发育成熟后,会利用一种蛋白质操纵宿主的神经系统,使宿主不由自主地接近水源,把自己淹死,然后再钻出宿主身体进入水中繁殖。铁线虫的宿主一般是螳螂或者一些其他昆虫,但是有时候也会寄生在人体,不用太过紧张,因为它们还控制不了人类的思想。人在吃了带着铁线虫幼虫的昆虫或者喝了带着幼虫的生水后,铁线虫的幼虫会侵入人体,并在体内存活许多年,让人尿频、腹泻,虽然颇为难堪,但好歹不会有生命危险。

  尽管寄生兽们习惯像僵尸一样吃掉宿主的大脑,然后再像铁线虫或者像寄生在蜗牛身上的彩蚴那样控制神经系统,但和其他寄生虫一样,寄生兽们也必须尽力维持宿主的存活,甚至还必须小心地维持宿主剩下的部位的健康。在现实世界中,寄生虫们通常会拥有无比复杂的生活史。例如曾经席卷我国南方的血吸虫,幼虫毛蚴就需要在钉螺体内发育成尾蚴,然后才能感染人体。不论是哪个环节出了一点问题,血吸虫就无法完成它们的生活史,因此只要消灭钉螺就可以抑制血吸虫病的流行。科学家认为,寄生虫们之所以演化出这种诡异而复杂的生活史,是为了保证不会出现大量寄生虫同居在一个宿主体内,导致宿主死亡,无法完成自身种族的延续。

  在动画中,小右的碎片进入新一体内,新一变得力大无穷,敏捷过人,甚至性格从原来的怯懦变得刚毅,而在现实中,血吸虫也能改造宿主的身体——只不过不是让宿主力大无穷,而是让宿主多几条腿。

  而在美国佛罗里达州,有一种吸虫,在它们的生活史中需要依次感染螺和蛙作为中间寄主,最终通过捕食途径进入鸟类体内。蛙类的神经系统显然比昆虫更加复杂,直接控制它们的行为似乎不是那么容易,但是这种吸虫演化出了一套更有意思的策略。吸虫感染了宿主蛙类的蝌蚪时,会影响宿主的发育,导致成蛙长出五条腿,甚至更多——腿多了可不代表更灵活,要知道本来控制四条腿的青蛙大脑突然需要面对更多的腿,计算能力自然就不够了,这些变得手足无措的宿主蛙们自然就更容易成为鸟类的盘中餐。

  那么性格又是怎么回事?在一些小样本的研究中,科学家们发现弓形虫的感染似乎会影响宿主的性格;同时,还有研究发现弓形虫(又是它)感染似乎和自杀率有那么点关联。

  一切艺术都是源于自然的,像寄生兽这样不仅寄生在人身上,还以人类为食的情况,在自然界中被称为拟寄生(parasitoid)。拟寄生又叫类寄生,本质上是一种捕食,只是过程有些像寄生而已。拟寄生过程简单粗暴——从体内吃掉宿主就可以了。实际上,一切昆虫对昆虫的疑似寄生行为都属于拟寄生,因为宿主必定死亡。

  最著名的拟寄生现象,大概就是各种寄生蜂对付各种毛毛虫了。不少成年寄生蜂都是严格的素食主义者,但它们的幼虫却以凶残著称。成年姬蜂是一类在花丛中飞舞的纤瘦昆虫,以花蜜为食;它们会把卵产在植食性昆虫的幼虫、卵或者蛹上;破壳而出的姬蜂幼虫会潜伏在植食性昆虫体内,以它们的血肉为食,待到姬蜂羽化之日,便是宿主丧命之时。

  菜粉蝶镶颚姬蜂(Hyposoter ebeninus)正在菜粉蝶(Pieris rapae)幼虫身上产卵。姬蜂在毛虫体内孵化后,将以这些菜粉蝶幼虫为食,直至成熟,“破虫而出”。图片:/p>

  菜粉蝶镶颚姬蜂(Hyposoter ebeninus)正在菜粉蝶(Pieris rapae)幼虫身上产卵。姬蜂在毛虫体内孵化后,将以这些菜粉蝶幼虫为食,直至成熟,“破虫而出”。图片:/p

  从人类的角度看,植食性昆虫多是“农业害虫”,而以它们为食的肉食性昆虫,自然就被人类大加开发利用,成为所谓的“益虫”了。在农业上,利用各种寄生蜂,通过拟寄生的方式进行防治已经成为一门专门的学科了。

  虽然大部分拟寄生行为看上去都是简单粗暴的,但偶尔也会碰到一些操控宿主,让宿主变成“僵尸”的“艺术”行为。南美有一种真菌,会寄生在弓背蚁的大脑中,发育到一定程度后,便会操控弓背蚁爬上高处,例如高高的树枝上,此后不断生长的菌丝会最终杀死宿主,爆裂开来,将孢子散播向更远的地方。

  无论是寄生还是拟寄生,无论寄生虫是否控制了宿主的神经系统,归根结底,还是非得损害其中一方的利益——这比起小右和新一的关系依然略显残酷。要让寄生虫吃掉宿主的某个器官,之后再代替那个器官替宿主好好工作?可能大家都会认为这种事情不会发生,但是我们发现了缩头鱼虱。

  鱼嘴中的缩头鱼虱(Cymothoa exigua)。图片:Marcello Di Francesco

  虽然名字里带有一个“虱”字,但缩头鱼虱和皮皮虾的关系更接近。这种神奇的寄生甲壳动物幼年时生活在鱼鳃上,当彻底成熟以后,雌性缩头鱼虱爬上鱼类舌头,然后吸食舌头上的血液,最后导致宿主舌头完全萎缩——听上去似乎挺糟糕的,不过鱼类的舌头并不是拿来尝味道的,缩头鱼虱在宿主舌头萎缩后就占据了那个位置,然后代替鱼类的舌头发挥功能,就像寄生兽成为新一的右手那样。缩头鱼虱甚至也会用锋利的爪子对付手贱的人类。

  在人们发现被小右寄生的新一之前,缩头鱼虱可一直是自然界唯一一种能完全代替宿主器官的生物——当然,现在我们有三个例子了。

  广义上来说,寄生也被视为共生的一类,虽然“共生”一词,更多被用在双方互利或者至少对二者都无害的条件下。其中一方有利,对另一方无影响,被称为偏利共生;而双方都能获得利益的则被称为互利共生。像缩头鱼虱,或者主角和小右那样,两个生物体最后达成一种合作关系,无疑这就是互利共生的关系了。

  自然界中典型的偏利共生的例子,是鮣鱼和鲨鱼。鮣鱼利用自己头顶上的吸盘,将自己吸附在鲨鱼、蝠鲼、翻车鱼、海龟、海象乃至小船的身上,以大鱼吃剩的食物碎屑以及寄生虫为食;而对于大鱼而言,小小的鮣鱼对于它们的生活没有什么太大的影响,因此往往也就默许了它们的存在。

  鮣鱼(Echeneis naucrates)正在搭黑尾真鲨(Carcharhinus amblyrhynchos)的顺风车。图片:/p>

  鮣鱼(Echeneis naucrates)正在搭黑尾真鲨(Carcharhinus amblyrhynchos)的顺风车。图片:/p

  互利共生的一个例子是蚜虫和蚂蚁,蚜虫的主要食物是富含糖类的植物汁液,但是它们孱弱的消化系统并不能完全利用这些汁液中的糖,植物汁液经过蚜虫消化道的浓缩后,最终变成浓缩糖浆被排出体外,被称为蜜露。糖在自然界里受到很多动物的青睐,蚂蚁也不例外。在自然界中,高度浓缩的糖类可不是那么容易得到的,蚂蚁们选择了一个有趣的策略,它们直接把蚜虫搬回家里,当奶牛那样供着。蚂蚁为蚜虫提供新鲜的植物食材,让蚜虫生产蜜露供自己食用,而它们也担负着保护蚜虫的责任。

  即便在互利共生中,双方也只是各取所需,各有利益,离开对方后尽管生活不易,但仍有办法能活下去,不过接下来要提到的另一种共生形式,则显得更加暧昧了。

  在动画的第6话中,主角被狠狠刺穿心脏,小右在暂时接替新一的心脏行使功能后,二人结成了更加亲密的关系。如果说共生只是“我们离开对方后不好过”,那么现在,两位主角的关系已经变成了“我们离开对方后谁也活不了”。别以为这是作者的原创,要知道和两位主角一样亲密的共生关系,在自然界中完全可以存在。当然,简单的“共生”无法描述这一关系,而“内共生”假说中的成员们则签订了这种契约。

  随着剧情的进展,新一和小右之间的关系已经超越了互利共生。图片:《寄生兽》动画截图

  线粒体是几乎所有有氧呼吸的真核生物必备的细胞器,可是,它是怎么来的?美国波士顿大学的生物学家琳·玛古利斯(Lynn Margulis)把内共生假说发扬光大了。在这种观点中,大约10到20亿年以前,一种小型的,拥有有氧呼吸能力的细菌,寄宿在大型微生物宿主体内,起初二者的关系更像是寄生,然而之后,二者渐渐地达成一种平衡,小型微生物最后终于抛弃了自己的大多数基因,成为宿主的一部分。

  这听上去就像个神话故事,不过这种事情一直在我们身边发生。有一种被称为卡巴粒的东西,实际上是一种革兰氏阴性菌,这种细菌可以通过内共生,赋予草履虫分泌出毒素杀死竞争者的能力。什么?你说你还想知道线粒体产生的过程?好吧,有一种(相对)巨大的变形虫,只能进行“糖酵解”,把摄入的糖变成乳酸放出少量能量,然后就没有然后了;但是,这种变形虫体内还生活着一些细菌,它们会分解变形虫“用剩下”的乳酸,产生更多能量——这个过程很可能是线粒体产生的第一步。而这些生活在变形虫体内的共生细菌们离开了变形虫,自己也活不下去——在共生中,它们和寄生虫一样,选择抛弃了大多数能力,以便和宿主更好地配合,最终,自身功能抛弃得更多的那些,变成了细胞器。而变形虫离开了共生的细菌,日子可能也不好过,因为充满氧气的环境,对于任何不能利用氧气的生物,都是有害的。

  线粒体与质体形成的一个假说。图片:wiki commons/Kelvin Song,汉化:老猫

  这个世界几乎有无限种可能,而不仅仅只是战斗或合作,无论是琳恩·玛古利斯本人所言的“生命并不是通过战斗,而是通过协作占据整个地球的”,亦或是许多人所理解的“自然演化就是鲜红的爪牙”,都不能代表全部。寄生、拟寄生、共生直到内共生,事实在告诉我们:自然的“想象力”远比人类丰富,所有人类能想到的东西,自然几乎都做到了。(编辑:老猫)

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