摘要：你可能看到僵尸真菌(zombie fungi)从蚂蚁体内破体而出的震撼视频，这些寄生物已然成为声名狼藉的存在。然而如今，是时候为它们改写形象了。
地球是一个奇迹
环境｜全球
即使是最大的昆虫，也无法成为躲避寄生真菌的庇护所。这只蝉如今已成为一具空壳，它被一种真菌侵蚀了。| 国家地理图片集
你可能看到僵尸真菌(zombie fungi)从蚂蚁体内破体而出的震撼视频，这些寄生物已然成为声名狼藉的存在。然而如今，是时候为它们改写形象了。
科学家对僵尸真菌的作用机制依旧知之甚少，不过这类真菌及其近缘真菌，或许能够助力农民有效抵御粉蚧、蚜虫等极具破坏力的害虫。随着气候变化为这些害虫的扩散提供温床，它们正给全球农作物带来愈发严重的损害。
哥本哈根大学(University of Copenhagen)的真菌学家若昂·阿劳若(João Araújo)渴望深入探究这些神秘的寄生真菌，期待有朝一日能将其转化为精准打击世界上某些最为棘手农业害虫的“利器” 。
凭借丹麦科研资助基金会维卢姆基金会(Villum Fonden)提供的120万欧元新资助，再加上一支由来自巴西、加里曼丹岛(Borneo)等全球真菌热点地区的合作者组成的团队，阿劳若已整装待发，准备深入热带森林，尽可能多地采集被感染的昆虫样本。
他将对这些真菌的基因组进行记录与测序工作，试图从中找寻真菌入侵的蛛丝马迹。这项研究有望开创一种从害虫内部将其消灭的全新方法。
在秘鲁的亚马逊地区，一只飞蛾紧紧依附在一片树叶上，成为了真菌侵袭的宿主。| 国家地理图片集
一项突破性发现
僵尸真菌(线虫草属真菌的一种)因其独特的寄生方式而恶名远扬。
当这种真菌感染蚂蚁后，并不会立刻发作，而是潜伏在蚂蚁体内，悄无声息地展开一场生化战争。待环境条件适宜时——通常是在中午时分，光线恰到好处的时刻，被感染的蚂蚁会在真菌的操控下爬到高处，紧紧抱住一片叶子。
随后，真菌从蚂蚁头部伸出子实体，释放孢子，寻找新的宿主，如此循环往复。而且，往往会有众多蚂蚁同时被感染。
“诡异之处在于，被感染的蚂蚁会聚集在一起，于是我们看到了那些‘蚂蚁墓地’，” 荷兰乌得勒支大学(Utrecht University)的真菌学家查丽莎·德·贝克尔(Charissa de Bekker)说道，她并未参与阿劳若的研究，“但我们目前还不太清楚它们为何会这样做。”
在漫长的进化历程中，每种僵尸真菌都与特定的昆虫形成了独特的寄生关系。这种关系在蚂蚁身上最为常见，不过包括阿劳若在内的一组科学家近期发现，真菌同样能够将蜘蛛和黄蜂变成“僵尸” 。
“真菌对节肢动物的‘僵尸化’现象，可能比我们此前想象的更为普遍和多样。” 阿劳若表示。然而在2018年，科学家们有了一个惊人发现：在过去的某个时期，部分线虫草属真菌发生了彻底的进化转变，从原本的寄生者摇身一变，成为了宿主的有益伙伴。
它们不再在宿主头部滋生菌丝，而是为宿主提供氨基酸。正是这种从寄生到共生的惊人转变能力，成为了阿劳若研究的核心焦点。如果宿主昆虫是像蚜虫这样的农业害虫，那么只要消灭其体内的真菌，就能让害虫死亡。
农场管理者便可以使用一种专门针对真菌的杀真菌剂，而不会对其他生物造成影响。“同一类真菌谱系竟然既能作为杀死宿主的寄生虫，又能成为提供营养的共生体，” 阿劳若感叹道，“这着实令人震惊。”
保存在丹麦自然历史博物馆内的这只蚂蚁，承载着有记录以来最具标志性的真菌之一的“遗产”：线虫草属的“僵尸蚂蚁真菌”。1859年，阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士首次注意到这种真菌，它会侵入蚂蚁的神经系统，驱使蚂蚁爬到高处——那里是其感染性孢子传播的理想出发点。| 国家地理图片集
但要将这一发现转化为实际可用的工具，还需要多年的深入研究。线虫草属至少包含320个物种，然而其中被详细研究过的还不到24种，科学家们至今仍在努力探索它们的作用机制。
会有效吗？
蚜虫，这种以吸食植物树液为生的昆虫，至少在3亿年前就开始依赖共生细菌，从植物中获取自身必需的营养和蛋白质。在那之后的某个时间节点，它们体内的细菌伙伴被线虫草属真菌所替代。
但令人意外的是，这些真菌并未伤害蚜虫，反而成为了对其有益的共生体。“没有这些共生真菌，蚜虫就无法存活，” 阿劳若说道。他的思路十分简洁明了：只要消灭这些真菌，就能达到消灭害虫的目的。这堪称大自然与时间共同设计出的完美“武器”。
由于线虫草属真菌也会受到其他寄生真菌的侵袭，从理论上来说，研究人员可以利用这些寄生真菌来消灭这些曾经的寄生者、如今的有益真菌。“自然界中始终存在着各种寄生关系，” 德·贝克尔说。
采用这种方式能够避免使用化学杀菌剂和杀虫剂，因为这些化学药剂会破坏土壤健康，还会污染周边水体。
另一种可行方案是让僵尸真菌直接攻击有害昆虫。这种方法颇具吸引力，因为每种真菌仅能攻击特定的物种，从而大大降低了对生态环境造成意外影响的可能性。
一片叶子的纹理与寄生在飞蛾背部的一种真菌完美地融合在一起。这只飞蛾在它最后一次飞行后仿佛被时间定格，仍然紧紧地附着在见证它生命终结的那片叶子上。| 国家地理图片集
目前，真菌攻击害虫的早期实验成果颇为可观。
与线虫草属关系密切的虫草属(Cordyceps)真菌的孢子，能够缩短入侵棉田的粉蚧的寿命，并抑制其繁殖。这些孢子还能阻碍小菜蛾幼虫的生长发育，而小菜蛾对西兰花等十字花科作物造成的损失高达数十亿美元。
此外，虫草属真菌在对抗粉虱、蚜虫、毛毛虫、红蜘蛛等其他昆虫方面，也展现出了巨大的潜力。但这些成果都源自实验室环境。想要在现实世界中充分利用僵尸真菌及其近亲为人类服务，科学家们必须彻底弄清楚它们的作用机制，而这无疑还有很长的路要走。
目前，我们仅仅知晓真菌能够产生何种效果，对于它们实现这些效果的具体方式却知之甚少。“我们目前所掌握的内容都还只是假设。” 德·贝克尔坦言。
这只在秘鲁雨林被发现的蝗虫，处于生与死之间，它被一种真菌控制了。一张长时间曝光的照片模拟了风的无形影响，风助力了真菌生命周期从一个宿主传播到下一个宿主。| 国家地理图片集
梳理丛林
阿劳若获得的新资助将用于探索寄生性和有益性线虫草属真菌的多样世界，这些真菌广泛存在于咖啡、玉米和豆类等农业种植地附近吸食树液的昆虫体内。
“我们需要对这些真菌的生物多样性展开更深入的研究…… 只有这样，才能开发出更为科学合理的方法，来应对气候变化带来的影响，” 他强调道，“我们目前所了解的，不过是冰山一角。”
在秘鲁坦雨林茂密的下层植被中，一只苍蝇成为了自然界中一种极为特殊的昆虫病原真菌——双翅目线虫草(Ophiocordyceps dipterigena)的传播载体。这种真菌操控着苍蝇的行为，引导它前往一个对真菌发育来说堪称理想的地点。在这只昆虫死亡后，它的身体会长出带有孢子的结构，并向空中破裂释放，传播微小的感染源，寻找下一个宿主。| 国家地理图片集
他和他的团队计划花费至少10个月的时间，深入热带森林搜寻昆虫，研究起点选定在巴西、肯尼亚、加里曼丹岛和日本，尽可能多地采集样本。返回荷兰的实验室后，他们将对在每只昆虫体内发现的所有真菌的DNA进行测序，筛选出其中的有益真菌。
随后，还将对每种真菌的基因组进行深度测序，试图探寻这些真菌与昆虫进化出有益关系的时间节点、背后原因，以及这种关系的具体运作机制。
“我认为这个项目将极大地推动我们对这些共生系统进化过程的认知，” 克拉科夫雅盖隆大学(Jagiellonian University)的进化生态学家彼得·武卡希克(Piotr Łukasik)表示，他正与阿劳若共同开展这项新的资助项目，“这是一个充满无限发现可能的广阔领域。”
这个项目还有望帮助害虫管理者更快速地应对新的昆虫入侵事件。科学家们可以对入侵昆虫的原产地进行研究，检查当地是否存在共生真菌，然后针对这些真菌，在昆虫的入侵区域采取相应措施。
阿劳若预计，他的项目将为全新的害虫控制形式奠定坚实基础。“我们有望开发出更为高效的策略，精准控制那些我们想要消灭的害虫，” 他满怀信心地说，“但要实现这一目标，我们就必须开展这项具有开拓性的探索工作。”
撰文：Rebecca Dzombak
编译：Arvin
校对：钱思琦
版式设计：钱思琦
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来源：国家地理中文网一点号