使用社交账号登陆

当前位置: 主页 > 新宝5 > 生物 医学

杀死过这么多只蟑螂,却从未见过蟑螂如此恐怖的死法

时间: 2018年09月05日 | 作者: Admin | 来源: 环球注册新宝GG(huanqiukexue.com)
扁头泥蜂不仅外形华丽,在演化学上的意义也很重大。它精心调制的毒液能够劫持其他昆虫的脑。


640 (9).jpeg

我不知道蟑螂会不会做梦,如果会的话,扁头泥蜂(jewel wasp)一定会常常出现在它们的梦魇之中。对人类来说,这种小型、独居的热带蜂完全不足为惧,因为它们不可能操控我们的意志,让我们心甘情愿地成为幼蜂的鲜食,但毫无防备的蟑螂却会遭此厄运。这是现实版的恐怖电影。事实上,电影《异形》(Alien)里破胸而出的怪物正是以扁头泥蜂和类似物种为原型创造出来的。扁头泥蜂与蟑螂的故事简单而诡异:雌蜂能够控制蟑螂的意识,抹除蟑螂的恐惧与逃生的意愿,并乖乖成为幼蜂的“口粮”。不过,和大荧幕上的情节不一样的是,让健康蟑螂变成行尸走肉的不是什么致命的病毒——而是一种直接作用于蟑螂脑部的特殊毒素。 

无论是人类的脑子还是昆虫的脑子,其核心都是神经元。能影响神经元的有毒物质也许有数百万种,所以某些毒素正好能够破坏精心保护之下的中枢神经系统,包括我们的脑子,似乎也不足为奇。有的毒素能够跨越生理上的藩篱,从遥远的注入位置出发,千辛万苦地周游整个身体,穿越血脑屏障,进入受害者的脑子;有的毒素则是直接注入受害者脑部,例如扁头泥蜂和僵尸蟑螂宿主的案例。 

行尸走肉的蟑螂

神经毒素的作用不仅仅是麻痹身体,扁头泥蜂为我们提供了完美而恐怖的案例。扁头泥蜂的个头通常只有受害蟑螂的几分之一,发起攻击时,它从上方向下俯冲,用嘴叼住蟑螂,同时将“毒刺”——实际上是改良后的产卵器——瞄准猎物身体中部,即第一对腿之间的胸口。注射过程仅需几秒,毒素很快就会起效,让蟑螂陷入暂时的瘫痪,以便扁头泥蜂更加精确地进行下一次瞄准。借助长长的毒刺,扁头泥蜂将“洗脑”毒素注入猎物神经节的两个区域,昆虫的神经节相当于我们的大脑。 

扁头泥蜂的毒刺非常适合用来攻击蟑螂。插入蟑螂的身体后,毒刺能感知自己的位置,从而准确地将毒素直接注入蟑螂脑子的特定区域。插入蟑螂的大脑后,毒刺可以探查周围情况,根据力学和化学反馈找到正确的道路,穿过神经节鞘(相当于我们的血脑屏障),将毒素准确注入合适的区域。

毒素起效后,真正的精神控制开始了。首先,受害的蟑螂会进行自我清洁。一旦它的前足从麻痹(这是扁头泥蜂注入蟑螂体内的毒素引起的)中恢复,就会立即进入异常挑剔的自我清洁流程,大约持续半小时。注册新宝GG家发现,这是毒素带来的特有行为,使蟑螂变得紧张;要是蟑螂没被毒刺蛰过脑部,那么即便它与扁头泥蜂有所接触,也不会表现出这样的行为。如果蟑螂脑部受到大量多巴胺的刺激,也会产生类似的清洁冲动,所以我们猜测,这种病态的清洁行为可能是毒素里的类多巴胺成分引起的。清洁行为到底是毒素的主要作用之一还是副作用,这个问题尚无定论。有人相信,清洁行为是为了保证脆弱的幼蜂吃到的美餐是干净的;但另一些人认为,这或许只是为了拖住蟑螂一段时间,好让扁头泥蜂有时间为它准备好坟墓。

多巴胺是一种迷人的化学物质,广泛存在于大量生物的脑子里,无论是昆虫还是人类;而且在所有生物身上,它的作用都至关重要。在我们人类的脑子里,多巴胺是“奖励系统”的一部分,令人愉悦的事物会刺激大脑分泌大量多巴胺。因为这种化学物质能让我们感觉良好,所以它也称为“幸福激素”,但与此同时,多巴胺也与成瘾行为和可卡因等非法化学品带来的快感有关。我们永远无法知道,蟑螂脑子里充斥大量多巴胺的时候,它是否也会感到欲仙欲死——但我愿意相信,它和我们一样。(考虑到它即将走向那么悲惨的结局,如果在这个过程中连一点快感也没有,实在过于残酷。)

蟑螂清洁身体的时候,扁头泥蜂会离开猎物去寻找合适的地点。它要准备一个黑暗的地穴来安置自己的孩子和已成“僵尸”的蟑螂,这需要花费一点儿时间。大约30分钟后,扁头泥蜂回到蟑螂身边,此时毒素已经完全起效,蟑螂彻底丧失了逃跑的意愿。从理论上说,这种状态是暂时的:如果在此时将中毒的蟑螂和扁头泥蜂分开,不让孵化的幼蜂把它吃掉,那么蟑螂的僵尸状态会在一周内消退。然而对可怜的蟑螂来说,这段时间实在太长。在它的脑子恢复正常之前,幼蜂早已大快朵颐,把这位宿主吃得一干二净。 

蟑螂的运动能力未受损伤,但它似乎根本不打算动用这项能力。所以,毒素并未麻痹蟑螂的感知——而是改变了大脑对感知的反馈。注册新宝GG家甚至发现,如果对中毒的蟑螂施加一些本应引起逃避反应的刺激,例如触碰它的翅膀和腿,那么蟑螂的身体仍会向大脑发送信号,只不过这只可怜的虫子不会做出行动。这是因为毒素抑制了特定的神经元,削弱了这些神经元的活跃度和敏感度,于是蟑螂突然变得无所畏惧,一点也不怕被埋在地下,活活被吃掉。在这个过程中,起效的是以GABA门控氯离子通道(GABA-gated chloride channel)为靶标的毒素。

GABA,即γ-氨基丁酸,是昆虫(和人类)脑里最重要的神经递质之一。如果说神经元活动像一场派对,那么GABA就是那个扫兴的家伙;它会抑制神经元,让后者不容易被来自氯离子通道的刺激所激发。氯离子通道打开时,带负电的氯离子就能通过。因为氯离子喜欢跟带正电的离子纠缠不清,所以,如果有个钠离子通道与氯离子通道正好同时开启,那么氯离子就会与钠离子几乎同时穿过细胞膜,使钠离子难以激发“多米诺骨牌效应”,从而抑制神经信号的传递。在这种情况下,哪怕某个神经元收到了“出发”的指令,但仍然不会触发动作电位。不过,GABA的抑制作用也不是绝对的,氯离子通道不可能完全与钠离子通道保持同步,所以只要刺激够强,那么信号也可能被传递出去。扁头泥蜂正是利用这套机制控制蟑螂。扁头泥蜂的毒素里含有GABA和另外两种同样会刺激氯离子受体的物质——β-氨基丙酸和牛磺酸。这些物质能预防神经元对GABA的再吸收,从而延长抑制效果的持续时间。 

640 (10).jpeg

扁头泥蜂幼虫在蟑螂宿主体内汲取营养,长大成年,然后破蛹而出,开启新的令人毛骨悚然的生命循环。

虽然这些毒素可以切断蟑螂的部分脑部活动,防止它逃走,但是,毒素不会自己到达蟑螂脑部的正确位置。所以,扁头泥蜂必须直接将毒液注入猎物的神经节。对扁头泥蜂来说,幸运的是,这些毒素不光能把蟑螂变成僵尸,还有短暂的麻痹作用,让扁头泥蜂可以方便地进行“颅内注射”。GABA、β-氨基丙酸和牛磺酸还会暂时性地抑制运动神经元,所以扁头泥蜂只需一种毒液就能完成两项截然不同的任务。

等到猎物乖乖安静下来,扁头泥蜂就可以咬开蟑螂的触须,啜饮甜美营养的虫血来补充能量。然后它会牵着残存的触须,引导蟑螂前往最后的葬身之所,就像人类牵着马儿的缰绳一样。进入地穴后,扁头泥蜂会在蟑螂的腿上产下一枚卵,然后把地穴封起来,让自己的后代和猎物一起待在里面。 

幼虫的鲜食

除了控制意识以外,扁头泥蜂的毒液还有一种可怕的作用。蟑螂在地穴里等待必将降临的厄运时,毒液还会减缓它的新陈代谢,以保证它能活到幼蜂出生。我们可以通过一段时间内的耗氧量来判断生物新陈代谢的速率,所有动物(包括人类自己)在利用食物或体内脂肪产生能量时都会消耗氧气。注册新宝GG家发现,被扁头泥蜂蜇刺过的蟑螂,其耗氧量远低于健康同类,这可能是因为蟑螂中毒后活动减少。但是,哪怕给蟑螂喂药或切断神经元,让它们陷入瘫痪状态,它们的存活时间依然比不上被扁头泥蜂蜇过的“僵尸”。

为什么中毒后的蟑螂活得格外久?关键可能在于充足的水分。毒液如何让蟑螂保持充足的水分,具体机制我们尚不清楚,但这确保了扁头泥蜂幼虫破壳而出时有新鲜的食物可吃。然后要不了多久,新的扁头泥蜂就会钻出地穴,把蟑螂的遗骸永远留在身后的黑暗之中。

神经毒素可能产生众多极端效果,扁头泥蜂的毒液只是其中一种而已。扁头泥蜂所属的长背泥蜂属下有超过130个物种。这些以精神控制著称的蜂类的特性令人毛骨悚然:成年蜂的食性与其他黄蜂和蜜蜂无异,但幼蜂却必须寄生在其他动物身上。它们无法完全独立,却又不能算是寄生虫——用注册新宝GG家的术语来说,它们是拟寄生性昆虫(parasitoid)。

蟑螂不是寄生蜂的唯一目标,蜘蛛、毛毛虫和蚂蚁都可能成为它们的猎物。

生活在北半球温带地区的潜水蜂(Agriotypus)会钻入水下,把卵产在石蛾幼虫身上,为了完成这项任务,它最多能在水下待15分钟。毛缘小蜂(Lasiochalcidia)生活在欧洲和非洲,它们会勇敢地飞进蚁狮(一种昆虫)恐怖的嘴巴,把卵产到蚁狮的喉咙里。甚至有一些重寄生蜂(hyperparasitoid)会以其他寄生蜂为宿主,比如说,生活在欧洲和亚洲的折唇姬蜂(Lysibia)会找到被拟螟蛉盘绒茧蜂(Cotesia)寄生过的毛毛虫,并把卵产在刚刚化蛹的茧蜂幼虫体内。在某些情况下,有些寄生蜂物种会嵌套寄生,形成俄罗斯套娃(俄罗斯特产的木制玩具,一般由多个一样图案的空心木娃娃一个套一个组成)一样的结构。

为了确保幼蜂安全地长大成年,这些蜂从宿主身上得到的不仅仅是食物。一种蜂会把毛毛虫宿主变成傀儡战士,即便幼蜂刚刚啃食了毛毛虫的身体,毛毛虫依然会忠诚地保卫蜂蛹。另一种蜂幼虫会迫使蜘蛛宿主为它织一张丑陋而坚固的网来保护蜂蛹,然后再把宿主杀死。

不过,尽管这些非同寻常的寄生蜂是精神控制的“大师”,但是除了它们,还有一些生物的毒素能改变宿主的精神状态。有些物种的毒素甚至能够达到蜂毒无法企及的高度——渗透人类的血脑屏障。但是,和蟑螂不一样的是,人类对这些搅乱大脑的物质拥有一种奇怪的亲近感。蟑螂对扁头泥蜂毒素避之不及,但与之相反,有的人类却愿意付出每剂500美元的天价去获取类似的体验。

撰文 克里斯蒂·威尔科克斯(Christie Wilcox) 翻译 阳曦