摘要:一类是直接型生命周期,只寄生一个宿主。像蛔虫、钩虫,它们的虫卵一旦感染人类,便能在人体内发育成熟,甚至完成交配繁殖。随后,它们的虫卵随粪便排出,伺机感染下一个人。这些家伙来也匆匆、去也匆匆,纯粹的 “白嫖怪”。
今天我想和大家深入聊聊寄生这种在生物界极为常见却又总遭人嫌弃的生存方式。
简单来说,寄生就是一个生物体寄居于另一个生物体的体内或体外,不仅会汲取宿主的营养,还可能让宿主产生各种不适,严重时甚至会导致宿主死亡。
这妥妥的 “软饭硬吃”,不管宿主愿不愿意,寄生虫都强行赖上,甚至还会耍手段让宿主 “就范”。
今天咱们看看它们有着怎样独特的生存之道,又是如何悄无声息地改变宿主行为的。
寄生虫的生存离不开宿主,它们的生命周期大致可分为两类。
一类是直接型生命周期,只寄生一个宿主。像蛔虫、钩虫,它们的虫卵一旦感染人类,便能在人体内发育成熟,甚至完成交配繁殖。随后,它们的虫卵随粪便排出,伺机感染下一个人。这些家伙来也匆匆、去也匆匆,纯粹的 “白嫖怪”。
另一类则是间接型生命周期,需要一个或多个中间宿主,最后才到达最终宿主。以血吸虫为例,它的虫卵进入水中后,会孵出毛蚴。要是幸运地遇到中间宿主钉螺,毛蚴就会迅速侵入,在钉螺体内发育到下一个阶段,并进行无性繁殖。
发育成尾蚴后,它们会离开钉螺,在水中游动,一旦接触人类皮肤,便能成功感染,进入人体开启新一轮发育。最终,血吸虫会在肝肠附近的血管内定居,发育为成虫,开始有性生殖,产生的虫卵又随粪便排出,开启下一轮感染循环。
血吸虫的生命周期已经够复杂了吧?疟原虫更是有过之而无不及。疟原虫在人体内进行无性生殖,在蚊子体内进行有性生殖。判断标准很简单,寄生虫在谁身上发育为成虫并能进行有性繁殖,谁就是它的最终宿主。所以在疟原虫的世界里,人类是中间宿主,雌蚊才是它的最终归宿。
更神奇的是,有的寄生虫为了完成生命周期,竟然要连续感染四种特定物种,而且顺序还不能乱。
这就引出了两个有趣的问题:其一,为啥有的寄生虫非得折腾,找一个甚至多个中间宿主,这不是自找麻烦吗?其二,它们又是如何精准找到下一个宿主的呢?万一 “上错车” 或者 “下错站” 可咋办?
我在《Nature》杂志上看到一篇文章,对寄生虫复杂生命周期的成本与收益提出了几点假设。
先谈谈成本,寄生虫要在多个寄主间辗转,首先得适应不同物种体内的生存环境,还得抵御宿主免疫系统的攻击,这难度系数可相当高。
再者,中间宿主和最终宿主至少得生活在同一区域,方便 “碰面”,最好中间宿主还是最终宿主的食物,这样寄生虫就能轻松 “搭便车”。只有感染多个宿主的成本足够低时,寄生虫才会选择复杂的生命周期,毕竟 “接盘侠” 得随处可见,而不是苦苦等待。
至于复杂的生命周期到底是因还是果,目前还很难说清。要是寄生虫不小心钻进了错误的宿主体内,又会怎样呢?这种宿主被称为转续宿主,寄生虫要么被免疫系统 “团灭”,要么就蛰伏起来,等待时机。比如误入猪体内,它就得盼着这头猪被宰成猪肉,还得被最终宿主生吃掉,才有机会重启生命周期。
那复杂的生命周期能给寄生虫带来啥好处呢?
其一,多个中间宿主大概率处于同一食物链,这让寄生虫有机会拥有更长的寿命、更大的体型和更强的繁殖力,传播的可能性也大大增加。而且这种分段式成长还能控制寄生虫不同阶段的毒性,不至于一下子把宿主 “搞死”。
其二,寄生虫也有 “杂交” 需求,长期在同一宿主内繁殖,很容易出现近亲繁殖的问题。假设中间宿主是蜗牛,最终宿主是鸟,鸟能捕食大量蜗牛,不同蜗牛身上的寄生虫就能在鸟体内汇聚,进行有性生殖,促进遗传多样性,增强适应性。毕竟寄生虫和宿主一直在 “军备竞赛”,对寄生虫来说,最终宿主最大的作用或许就是提供一个 “浪漫约会” 的交配场所。
不过有了中间宿主,新问题又来了:寄生虫如何在合适的时候转移到最终宿主身上呢?干等着机会吗?这恰恰是寄生虫最让人毛骨悚然的地方 —— 它们能操控宿主的行为,让宿主主动送上门去。
给大家举几个常见的例子。相信不少人都手贱点过这样的视频:把蟋蟀或螳螂丢进水里,会从它们尾部钻出一堆像线团一样的寄生虫,这就是马毛虫。
马毛虫的卵产在水中,幼虫可能被浮游生物幼虫吞食,浮游生物成虫后又被蟋蟀吃掉,马毛虫便顺利在蟋蟀体内发育成虫。但它们的卵必须在水中才能繁殖。
于是神奇的一幕出现了,被寄生的蟋蟀仿佛被施了咒,主动朝着水源奔去,一头扎进水里。完成使命的马毛虫就能开启繁殖程序,结束自己的生命周期。要是蟋蟀命大没被淹死,还能像从噩梦中醒来一样,回归正常生活。
再看看弓形虫,它的最终宿主是猫,只有在猫体内才能进行有性繁殖,中间宿主则是老鼠。被弓形虫感染的老鼠,就像换了个 “鼠格”,对猫的恐惧荡然无存,甚至闻到猫尿都会兴奋上头,主动靠近猫常出没的地方,这无疑大大增加了被猫捕食的风险,弓形虫也就顺理成章地进入猫体内,完成有性生殖,虫卵随猫粪便排出,继续感染下一批老鼠。
还有被吸虫寄生的蜗牛,吸虫成熟后会钻进蜗牛的两个眼柄,像毛毛虫一样蠕动,驱使原本喜阴的蜗牛大白天爬到显眼之处,吸引鸟类前来捕食。被肝吸虫感染的蚂蚁,一到晚上就离开蚁群,爬到草尖上,眼巴巴地等着被反刍动物吃掉。要是当天没被吃掉,第二天还会故技重施。
这些中间宿主就像被下了 “蛊”,完全沦为寄生虫的傀儡。那寄生虫究竟用了什么 “黑科技” 来操控宿主行为呢?目前研究发现,寄生虫似乎能通过改变脊椎动物大脑内多巴胺、血清素等神经递质的含量来实现操控。
被弓形虫感染的老鼠,脑内多巴胺水平升高,对猫的气味不再恐惧。此外寄生虫对中枢神经系统的感染会改变宿主的免疫反应,可能让宿主食欲大增或焦虑降低,抑制它们的回避行为。
对于无脊椎动物,寄生虫还能影响它们的趋光性、趋地性以及对气味的反应。在我们看来,这些动物行为异常,实则是寄生虫在背后悄悄调高了它们对某些信号的敏感度,就像发情期的动物被激素驱使一样,这都是寄生虫和宿主长期共同进化、相互适应的结果,比科幻电影还精彩、还充满想象力。
要是有一天,人类真把寄生虫的这些操控机制研究得透透的,想想还挺可怕,说不定我们离被 “操纵” 也不远了。
文本来源@林林Eileen 的视频内容
来源:楼楼讲科学