08.13 太慘了!地下等了17年就為一次啪啪,結果屁股丟了

太慘了!地下等了17年就為一次啪啪,結果屁股丟了

圖注:被團孢黴屬感染的蟬。(圖/馬特·卡森)

想象一下,有一種昆蟲,在地下待了17年,剛爬上見見陽光,結果沒多久,自己的屁股就不見了,這是什麼樣的故事與命運?

這個不幸的昆蟲就是美國蟬。這些昆蟲在年幼時待在地底下,以樹根為食。這樣生活13或17年後,它們就一群群地從土壤中爬出,在接下來的幾周裡,它們就一直鳴叫並交配。但是在這些蟬離開的時候,一部分蟬會遭遇到一種被稱為團孢黴屬的真菌孢子。

在遭遇這種孢子一週後,蟬腹部的硬板就會脫落,露出一種白色的、形狀怪異的塞子狀的東西。這個塞狀的東西就是真菌。這種真菌會在蟬的體內進行生長,攫取蟬的器官的養分,然後將蟬三分之一的身體都變成了一團孢子,蟬的屁股也就沒了。這些染上真菌的蟬仍能正常移動,除了外觀上的變化好像沒受到什麼影響。當這些蟬四處飛行時,孢子就會從蟬的尾端散落下來,有的落到了其他蟬的身上,而有的則浸透到土壤當中。“我們給這種蟬起了個形象的綽號,就是天空中播撒死亡的撒鹽瓶,”西弗吉尼亞大學研究菌類的馬特·卡森(Matt Kasson)說道。

早在19世紀,人們就發現了團孢黴屬,在當時也發現了這種菌類能“吃掉”昆蟲的屁股。但 卡森和他的同事還揭開了另一個秘密:這種菌類會給宿主服用致幻藥物!“這可能就是蟬在感染後仍能若無其事行走或飛行的原因,即便它們的身體的三分之一已經脫落也毫不在意,” 卡森說道。

想要研究這些蟬,“你必須得在正確的時間出現在正確的地點,” 卡森說道。2016年5月,當時的美國東北部出現了數十億隻蟬! 卡森和他的同事收集了大約150只不幸被感染的蟬。一年後,一位同事還收集了一些被感染的響翅蟬(banger-wing cicadas),這種蟬每年也會出現,和之前收集的蟬有些差異,算作是對研究試驗的補充。

卡森團隊成員之一的格雷格·博伊斯(Greg Boyce)查看分析了這些蟬尾部白色真菌的化學物質。令格雷格感到震驚的是,他發現響翅蟬的身上竟然滿是裸蓋菇素,而裸蓋菇素是一類具有強力神經致幻作用的神經毒素,這種毒素來自於墨西哥裸蓋菇或糞生裸蓋菇等致幻蘑菇。“一開始,我還想,這怎麼可能?”格雷格說道。畢竟,在蘑菇以外,我們還沒在其他東西上檢測出裸蓋菇素,而且,這些真菌在大約9億年前就與團孢黴屬完成了進化上的分離。

驚訝不止於此。“我記得,有一天晚上我去看格雷格,他臉上的表情很奇怪。他還問我有沒有聽說過卡西酮,”卡森回憶道。卡森並沒有聽說過卡西酮,但他上網搜索後發現這是一種苯丙胺類化學物質,具有致幻作用,此前從未在真菌中發現過這類物質。事實上,中東、索馬里和埃塞俄比亞的人長期以來嚼食的阿拉伯茶植物中就有苯丙胺。但現在的研究很明顯,蟬被感染後,團孢黴屬也會產生出卡西酮。

研究團隊花了好大精力來檢查團孢黴屬是不是真的含有這些令人意想不到的藥物。研究表明,這種物質只存在於受到感染的蟬的身上,而未受感染的蟬則沒發現這些東西。研究人員還發現這些真菌不僅具有形成這些化學物質的正確基因,還包含人們意想不到的前體物質。

在研究中的某些時刻,卡森也會意識到他研究的這些東西屬於違禁物。尤其是裸蓋菇素,研究人員想要分析這些物質就需要獲得美國禁毒署的許可。“我時常會想,禁毒署會不會來搞我,他們會不會把我這些受感染的蟬沒收掉,這聽起來或許比較扯,”卡森說道。

於是卡森給藥物管理局發了封郵件。“這個……挺有意思,”禁毒署回覆的郵件一開頭這樣寫道。“但你得明白,通常情況下我們沒收到過這種郵件。”經過一番討論,禁毒署決定這些研究不需要許可證,因為蟬當中的這種藥物數量很少,而且卡森也沒提純的打算。

那麼,如果大量食用被感染的蟬,會不會有過癮的感覺?卡森既沒肯定也沒否定。“根據我們研究的蟬的情況,可能需要吃十幾個甚至更多個才有可能產生藥物的效果,”卡森說道。但在感染的早期階段,在蟬四處“播撒”孢子之前,這些真菌可能會釋放出更高濃度的這些化學物質。為什麼開始時濃度要高呢?卡森猜想真菌是要靠高濃度的藥物來控制它的宿主。

上文提到,蟬收到感染後仍能正常行走或飛行,但它們的舉止也會有些奇怪的變化。除了外觀恐怖外,受到感染的雄性蟬會變得極度活躍且性慾旺盛。這些雄蟬甚至會模仿雌性蟬拍打翅膀的信號來引誘其他雄蟬!這些行為對它們沒什麼用,因為它們的生殖器不是被真菌吃掉了就是隨著屁股一塊兒脫落了。這種行為只會使真菌受益,這樣,孢子就能找到新的宿主。

卡森猜想,蟬的這些行為中至少有部分是卡西酮和裸蓋菇素導致的。“如果一個人被截肢了,那麼這人走起路來應該不會很有活力,”卡森說道。“但這些蟬在身體缺失後反而變得很活躍,應該是有些東西給了它們更多的能量,苯丙胺就是一個解釋。”

裸蓋菇素的角色更難解釋。這種毒素會使人產生幻覺,但我們不知道蟬會不會受到這樣的影響。此外,有一種理論認為,因為昆蟲會和真菌競爭腐爛木材,它們都以此為食,於是致幻蘑菇進化出了裸蓋菇素以減少昆蟲的食慾。也許是團孢黴屬通過抑制蟬的食慾,來使其變得性慾旺盛、不斷尋求交配。

大自然中有許多寄生真菌操縱昆蟲宿主的行為,比如說殭屍真菌,顧名思義,這種真菌能使螞蟻徒有其表變成殭屍。“有很多人會好奇這些真菌是如何實施操縱行為的,而這項研究是人們第一次發現化學成分扮演了這個角色,”明尼蘇達大學的凱瑟琳·布什利(Kathryn Bushley)說道。“這項發現意義重大!”

菲爾德自然史博物館的科裡·莫羅(Corrie Moreau)表示這個發現引出了很多問題。比如說,這些藥物對蟬究竟起到何種作用?科裡還提問道,“感染蟬的其他真菌是否會受到團孢黴屬分子的影響?不同的真菌是否會進化出不同的化學物質以誘導宿主表現出真菌想要的行為?”

“也許還有其他參與因素會影響蟬的行為,”補充道。卡森還提到了另一項研究,即一種不同的真菌似乎用一種病毒控制了蒼蠅的思維。“我們可能會簡單地認為這就是一種宿主和真菌的關係,但在表面之下,情況可能會複雜得多。”


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