说起寄生虫,相信大多数人的第一反应都是恶心和讨厌吧。听说以前卫生条件不好的时候,肚里的蛔虫晚上还会从人嘴里爬出来。大家还记得生物课本上讲过的猪肉绦虫、血吸虫这些寄生虫吗?它们不劳而获,靠吸收宿主的营养生存,寄生虫也因此成了人们眼中最低等的生物。
由于人们对寄生虫的这种看法,导致科学家们在过去很长一段时间都不愿意去研究它们,对它们的了解也就这样大受影响。不过寄生虫真的这么一无是处吗?当然不是。
想知道寄生虫到底有什么贡献吗?那就千万别错过我今天分享的这本书《寄生虫星球》,带你近距离了解寄生虫的奇异世界,从它们的生活周期、形态改变到它们在这个充满挑战的地球上生存而采取的策略。
大家都得过感冒吧,感冒病毒打破了身体的天然抵抗,在你体内兴风作浪了一番。有时候,如果病毒适应力足够强,就有可能造成非常严重的后果。比如说天花病毒,几十年前,美国还考虑过用天花病毒做生化武器呢。
不过,想过拿病毒当武器的可不止我们人类,寄生虫也有这个技能。最典型的例子就是一种叫群聚盘绒茧蜂的寄生蜂,它们只有蚊子那么大,会在烟草天蛾幼虫身上养育后代,它其实就是一种大青虫。
等到要产卵的时候,雌性茧蜂就会找一只又大又肥的青虫,然后给它“打一针”,这一针可不是药,里面除了虫卵以外,还有一种病毒,病毒里带有雌蜂的遗传物质。
如果没有这种病毒,茧蜂的虫卵就会被大青虫的免疫系统杀掉。然而,多亏了雌蜂制造的生化武器,这些病毒会破坏宿主的免疫反应,让虫卵安安静静地成长。可是大青虫就惨了,变得一点抵抗力都没有,不过几天之后,它还是会产生抗体抵抗感染,身体也会开始恢复。但是为时已晚,这时茧蜂的幼虫已经长得足够大,能够自己抵抗宿主的免疫系统了。
最终,由于控制不了体内不断长大的幼虫,大青虫渐渐地开始不吃不喝,直到死去。
如果你喜欢科幻作品,你一定看过这样的情节,一种病毒或者外星生物控制了人类的思想,然后利用人进行它们的邪恶计划。
然而在寄生虫的世界,这可是真实的故事,它们为了生存,甚至能够影响宿主的行为。
前面我们讲到的寄生蜂,它不仅会把病毒打进大青虫体内,摧毁它的免疫系统,还会控制它的行为和代谢过程。这是怎么回事呢?随着茧蜂的幼虫在大青虫体内不断发育,大青虫也会长到原来的两倍大,这就是被寄生虫控制的结果,也就是说,体内的茧蜂幼虫会改变它消化食物的方式。
通常情况下,大青虫吃下的食物会被转化成可储存的能量,例如脂肪。可是如果大青虫体内住进了不速之客,食物就会被转化为糖,因为这更容易被茧蜂幼虫吸收,从而快快长大。
另外,这些寄生蜂还会改变宿主的生理特征。雄性大青虫的睾丸一般很大,可是一旦感染了茧蜂,睾丸就会开始萎缩,最后消失不见。为什么呢?因为对于寄生蜂来说,大青虫的性器官会消耗过多的能量,这不利于它们的生长。
于是,可怜的大青虫就被残忍地阉掉了。但其实,许多寄生虫都会让宿主失去繁殖能力,比如说蟹奴虫会让螃蟹没法繁殖,而吸虫也会让螺失去传宗接代的能力。
一旦身体被寄生虫攻占,宿主就无力控制了,像个僵尸一样任由寄生虫吸收它们的能量。你看,寄生虫是不是非常复杂,又有点可怕呢?
再比如这种,弓形虫。虽然这种寄生虫能感染几乎所有的温血动物,但它的最终宿主,也就是最后一个阶段的宿主是猫,它们交配和有性生殖,必须在猫科动物的肠道中完成,然后随着猫的粪便散布到环境之中。
弓形虫想要进入猫的体内,最好的办法就是呆在老鼠身上,等着被猫吃掉。为此,它们使出浑身解数,用的聪明手段让科学家都惊叹不已。比如,感染了弓形虫的老鼠,不再害怕猫的气味,因此更容易被猫发现和捕杀,一旦老鼠被猫吃进肚子,弓形虫就大功告成了。
提起生态系统,大多数人想到的可能是各种动物组成的平衡体系,弱肉强食,生命周而复始。在这幅画面里,是没有寄生虫的影子的。然而,寄生虫在环境中所扮演的角色却是不可忽略,它们甚至能影响整个生态系统。
举个例子,有一种吸虫的卵会通过鸟类的粪便传播,然后被角螺吸收。接着,这些卵在角螺体内孵化并长大,同时会让宿主失去繁殖能力。之后,它们不断分裂,变成长着尾巴的尾蚴,从角螺的体内游出来,然后游进它们的下一个目标——加州鳉鱼。一旦进入鳉鱼体内,吸虫就会跑到鱼的脑子里聚成一层,静静等着鳉鱼被水鸟吃掉,而水鸟就成了它们的最终宿主。
你看,在吸虫的整个生活史中,出现了这么多物种之间的互动。而生态学家凯文·拉法提发现,这种吸虫已经成了盐碱滩的生态系统中重要的组成部分。
为什么这么说呢?首先,被感染的角螺并不会死掉,而是要吃下更多的藻类,来给吸虫提供营养,因此就要跟那些没有被感染的螺抢食了。拉法提认为,如果没有吸虫,角螺的数量会是现在的两倍,如果真是这样,作为食物的藻类就会减少,而它们的天敌就会数量大增,比如说螃蟹。所以说,是吸虫维持了生态系统的平衡。
另外,海鸟的数量似乎也受到了吸虫的影响,因为它们最爱吃的就是我们刚才说的鳉鱼。被吸虫感染的鱼要么会不自主地抽搐,要么就干脆不能动弹,这就吸引了空中的捕食者,让它们更容易被吃掉。实验发现,携带吸虫的鱼被海鸟吃掉的几率是没有感染的鱼的30倍。大家想像一下,如果寻找食物的难度一下提高了30倍,那海鸟还怎么活呀!
我们刚才说了寄生虫能影响整个生态系统,你是不是觉得它们很厉害呢?别急,还有更厉害的,它们还影响了我们整个演化过程。
要说最早的免疫系统为什么会出现,很可能就是因为寄生虫的入侵。不过道高一尺,魔高一丈,不管宿主进化出了什么样新的防御机制,寄生虫都会想办法把它攻破。
举个例子,一位叫克拉耶维尔德的科学家就用两种果蝇和一种寄生蜂做过实验。一开始,这两种果蝇的免疫系统都能抵抗寄生蜂,在防线第一次被寄生蜂攻破之后,两种果蝇又都使出了新招。不过,其中第一种果蝇的防线再次被攻破,而第二种果蝇却防守成功。
怎么回事呢?原来,寄生蜂的祖先见识过第一种果蝇的防御方式,但是对第二种果蝇用的手法却非常不熟悉,因此找不到突破口。这个实验说明,宿主对寄生虫的抵抗机制可以代代相传。
虽然寄生虫刺激免疫系统形成的说法只是一种假设,但刚才的实验还是能说明免疫系统的形成过程,那就是宿主和寄生虫会共同进化,它们都在不断想办法打败对方,就像一场军备竞赛。
不过,有时候这样你争我斗的演化并没有什么结果,就算再改变策略,宿主和寄生虫之间的关系也还是没变,生物学家把这种现象叫做红色皇后假说。不知道大家有没有看过《爱丽丝镜中奇遇记》,在里面红色皇后对爱丽丝说:“我们要努力奔跑,才能停在原地。”换句话说,一个物种要努力进化,才能维持自己在自然界中的位置。