最瘋狂的性傳播疾病:屁股爛了也不能放棄交配_風聞
返朴-返朴官方账号-关注返朴(ID:fanpu2019),阅读更多!2021-07-13 09:01
前段時間,美國的一些地方出現了奇怪的景象:地上落滿了沒有“屁股”的蟬,這些蟬從腹部以下都呈現出發白的跡象。它們的身上究竟發生了什麼?這樁慘案可能還要從17年前開始説起。
撰文 | 楊心舟
圖片來源:John R. Cooley, et al. Scientific Reports
破土而出
這滿地殘缺的屍體都來自一種特殊的蟬——北美週期性蟬。根據出現的週期,這種蟬還有着特殊的暱稱,比如“13年蟬”或“17年蟬”。言下之意,它們的成蟲需要花費13或17年才會從地下爬出來,完成從生到死的生命週期。在此之前,它們的若蟲形態都會生活在地下。
在美國,一共有7種週期性蟬(3種“17年蟬”,4種“13年蟬”)。往下細分時,出現在同一片地區,同時從地面爬出的週期性蟬會被歸到同一分支,稱作Brood。所有的Brood按照羅馬數字進行分類,其中Brood X屬於最大的一個種羣。最近這一批出發前往地面的“17年蟬”,就屬於Brood X,這意味着它們在2004年就以若蟲形態從樹上掉落到了地面,然後在地下以草根或樹根為生。
3種“17年蟬” 丨圖片來源:Cherie Sinnen/SA
儘管它們在地下慢慢成熟,但轉變卻彷彿在一瞬間發生。這是因為成蟲會在同一時段爬出地面,飛上樹幹。在高峯期最多能達到每英畝(約0.4公頃)140萬隻,你可以想象一片烏壓壓的蟬在眼前飛的場景。當蟬爬出地面後,留給它們的時間並不多。成蟲會立即飛到樹上開始求偶,並找到配偶開始繁殖下一代。
健康的Brood X丨圖片來源:wikipedia
有趣的是,Brood蟬是為數不多生活週期與捕獵者/病原體相同的物種。放到當下的場景裏,即“17年蟬”開始行動時,它的敵人也開始行動了。一種名為蟬團孢黴菌(Massospora cicadina)的真菌,簡直就是與“17年蟬”形影不離。按照長期研究該領域專家Matt Kasson的説法,這種真菌只選擇性地感染週期性蟬。Kasson是西弗吉尼亞大學的傳染病學家,他一直在叢林裏等待這批“17年蟬”破土。
感染的方式有兩種,一種是在成蟲之間傳播,一旦成蟲攜帶了團孢黴菌,它在交配的時候就會將團孢黴菌的分生孢子帶給配偶,如此往復,也被稱為昆蟲界的“性傳播”疾病;
還有一些團孢黴菌會進入休眠的孢子形式,落在土壤上,等待感染下一代破土而出的“17年蟬”。如此一來,團孢黴菌也完成了17年一次的繁衍過程(如果感染了其他種類的週期性蟬,團孢黴菌的歷程也會隨着它們的生命週期而變)。
不願停歇地傳播
當“17年蟬”爬出地面沾上團孢黴菌時,7-10天內基本是什麼都看不出來的。但是經過這一段具有欺騙性的沉寂期,真菌可怕的一面就出現了。感染了團孢黴菌的蟬腹部後半截會開始脱落,並且露出一個白色團塊。這就是真菌這些天的傑作,它們佔據了蟬“屁股”的位置。此時,只要蟬嘗試飛行或者爬行都會將真菌孢子帶向更多的地方。
圖片來源:John R. Cooley, et al. Scientific Reports
但最重要的傳播方式仍然是“性傳播”,即使它們被感染之後生殖器已經脱落,但是蟬好像意識不到這個問題,仍然會瘋狂地尋找異性進行交配。當然,雄性和雌性的傳播方式可能略有不同。
當雄性感染了團孢黴菌並露出小白頭之後,它們就已經失去了生殖器。但是雄蟬並不會死亡,仍然會發出特有的求偶聲,震動自己的翅膀吸引雌性。這時候,如果哪隻雌性被這種求偶聲吸引了,就會成為下一個被害者。與感染的雄性交配並不能讓雌性的卵受精,但是雌性會收到“真菌大禮包”,團孢黴菌簡直就是昆蟲界的梅毒。
如果是雌性被感染了,情況可能更加“刺激”。雌性因為需要存放卵,腹部的結構要稍微比雄性緊實一點,生殖器也能得到部分保留。不過,當雄性來與雌性交配時,雌性生殖器已經經受不住原本正常的交配過程,往往會脱落並被雄性帶走。根據Kasson的觀察,這些攜帶了雌性生殖器的雄蟬不僅會感染真菌,並且有一些會像雌性一樣扇動翅膀,吸引其他雄性,實現雄雄傳染。
圖片來源:Matt Kasson
實際上,在感染的早期,一些雄蟬就會吸引雄蟬,並在對方接近或嘗試交配時傳播真菌。這也是真菌操縱的一種特殊策略,因為讓雄性充當傳播大軍效率要高出許多。健康雌蟬通常在受精後便不會再進行交配,但雄蟬會不停地尋找合適的交配對象,這得以讓真菌傳播網絡成倍地擴大。
隱藏的操控分子
真菌究竟是怎樣使得17年蟬變成性傳播機器的?《真菌生態學》的一項研究發現,卡西酮可能是操控的關鍵。卡西酮是一種天然存在的激動劑,屬於安非他命類化合物家族,化學成分上與其相似的還有麻黃鹼。
過去,研究者已經在阿拉伯茶中發現了卡西酮,非洲東北部的當地人喜歡嚼這種葉片用來取樂,從而產生愉悦的興奮感。而人工合成的卡西酮是精神藥物協定中的第一類藥物,此類藥物通常認為對健康有嚴重影響。美國緝毒局已經將卡西酮列為了一級管制品,含有它的阿拉伯茶則被列為非法藥物。
阿拉伯茶丨圖片來源:wikipedia
順帶一提,這種含有卡西酮的毒品還有着一類稱呼叫做“浴鹽”。服用了這種毒品的人會出現過度興奮、焦躁、妄想和幻覺等一系列症狀。2012年,佛羅里達州一名女性在服用浴鹽之後,出現了精神錯亂,開始瘋狂撕咬路人的臉部,此事也在當年傳為現實版的“喪屍出籠”。
在此前的初步研究中,研究者發現被感染的另一種羣Brood VI的真菌團中100%含有卡西酮。並且,他們在調查中發現,卡西酮並不只是植物才能合成,真菌同樣可以。當作者嘗試在真菌中阻斷卡西酮的合成酶,團孢黴菌會失去代謝持續性,並且合成卡西酮的通路也無法正常運作。
研究者推測,團孢黴菌合成的卡西酮足夠讓蟬保持興奮的狀態,它們不再想進食,不再想休息。它們也不會撕咬其它同伴,唯一想做的事情就是繁殖,不停地繁殖。
當然,驗證這一説法最直觀的方式可能需要向蟬體內加入卡西酮,再觀察它們行為的變化,目前Kasson正在嘗試完成這一實驗。不過,即使團孢黴菌的控制是如此特別,Brood蟬仍然不會完全屈服。在蟬破土之初,只有5%的蟬會被感染,考慮到Brood蟬分佈得很廣,大部分地區的蟬還是可以過得很健康的。
當地的一份奇怪提示:在爆發期,大家不要嘗試舔帶白點的蟬,也不要親小貓小狗,它們可能剛舔完蟬。
本文經授權轉載自微信公眾號“環球科學”。