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0楼  发表于: 2022-02-01 18:17

铁线虫好恶心?它还能生产三文鱼呢[7P]

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在曾经大热的电影《铁线虫入侵》里,被变异铁线虫感染的南*棒人乱作一团,待幼虫成熟,铁线虫纷纷从人体排出,遁入马桶、阴沟。恐怖场景在观众心头挥之不去,这也引来了现实生物学中的问题:铁线虫为什么这么凶残?铁线虫到底能不能寄生人体呢?





一条寄生在螳螂体内的铁线虫Chordodes formosanus Fang-Yu, Shen / inaturalist
  





要解开这个问题,首先我们先来了解一下什么是铁线虫。铁线虫属于线形虫动物门Nematomorpha(日历娘:注意是线“形”虫,而不是线虫动物门Nematoda),各地叫法不一,铁线虫是汉语比较常见的叫法。在英语中,铁线虫称为马鬃虫horsehair worm、发丝蛇hairsnake,对于这些1毫米粗细,数十厘米长的棕黑色线虫,这些称呼不可谓不精准。




乱七八糟的戈尔迪结
  

感染铁线虫的沙螽Stenopelmatus jkirkhart35 / Wikimedia Commons
  



它们其实还有个更有“梗”的名称——戈尔迪之虫Gordian worm,这个名字是我个人认为最传神的。相传,亚历山大来到戈尔迪乌姆之城,里面有一个纠结缠绕的耳机线团“戈尔迪线团”,谁能解开它谁就是小亚细亚之王,结果,亚历山大将线团一剑劈开,解开了难题,也征服了此地。而铁线虫不管是在寄主体内还是被排出体外,通常都会像线圈一样互相缠绕,像极了戈尔迪线团。



铁线虫可以在多种节肢动物中寄生,但最著名的是从螳螂身上爬出的铁线虫。事出有因,铁线虫一生有多道寄生过程,有些昆虫譬如蜉蝣、蚊子等,是它们的中间宿主(paratenic host),有些是它们的终末宿主(definitive host)。螳螂因为是昆虫食物链中的“顶级大佬”,经常会不小心捕食到感染铁线虫的中间宿主昆虫,因此我们容易认为螳螂是为铁线虫“量身定做”的宿主。其实不仅是螳螂,螽斯、蟋蟀、蝗虫,甚至是蜘蛛都有可能成为它们的终末宿主。





典型铁线虫的生命周期。中间宿主是水生的小昆虫,铁线虫幼虫寄生在中间宿主体内,然后终末宿主是陆居的大昆虫,中间宿主被吃掉以后,铁线虫随之转入终末宿主体内 Ben Hanelt et al. / PLoS ONE (2012)
  

铁线虫最令人不寒而栗的特征,是“寄主会自动跳到水中自杀”,铁线虫伺机“爆出”寄主体外,交配产卵,完成生命周期。



对于铁线虫是如何控制宿主行为的,目前还没有科学定论。一种推测是,铁线虫分泌的蛋白分子,能影响昆虫的行为,譬如能让寄主往低处行动。还有一个观点则是,铁线虫未必是控制宿主往水中“自尽”,而是利用宿主的视觉,让它们受到水面反射的光吸引。感染铁线虫的螳螂,也会受到类似水面反射的水平偏振光吸引。



但不管是哪一种原因,核心的因素都是,铁线虫必须找到水源,因为它们的虫卵必须在水中生长发育,并且寄生在新宿主身上。





琥珀中的昆虫排出了一条铁线虫Paleochordodes protus George Poinar / Advances in Biology (2014)
  





说到这里,想必很多小伙伴会产生这样的感慨:“太恶心了,地球上为啥会有这种生物?”首先任何物种的演化都不是以“有用”为目标的。铁线虫是生态系统中的一部分,会控制一些昆虫的数量,将生态平衡稳定在如今的位置上,这个很好理解。



但铁线虫对我们还有更加直接的利益,幼年日本红点鲑Salvelinus leucomaenis japonicus,在淡水河沿岸湿地生活的时候,食谱60%是由落水昆虫构成的。这些昆虫大都是被铁线虫感染后跳水自尽的,没有被感染的昆虫会对水面退避三舍,秋天是小鲑鱼育肥的时候,恰恰也是铁线虫大量感染节肢动物的时节。如果没有铁线虫,幼年鲑鱼根本获得不了足够的营养,以应对未来海洋生活。鲑鱼的消失,更会带来一些连锁反应——比如原生地无法得到足够鲑鱼洄游带来的氮元素。




铁线虫如何为寿司做贡献
  

从螳螂体内排出的铁线虫 Frost Entomological Museum / Wikimedia Commons
  



鲑鱼只是一个例子,还有许多动物会捕食落水昆虫。虽然现在鲑鱼(三文鱼)很多是养殖的,但鲑鱼养殖业发展起来以前,人们用酱油蘸上鲜美的三文鱼寿司时,是不是也应该感谢一下铁线虫呢?





大家最关心的问题是,铁线虫会寄生人吗?有一些案例表明,当人类在河流中游泳嬉戏或者误饮带铁线虫的水时,的确有可能感染铁线虫(女性通常多于男性)。但铁线虫大多只能在人体内短暂停留,哺乳动物并不是它们的适合寄主,更不能通过感染人体而控制人类心智,这种情况只能发生在节肢动物身上。偶有病例显示(主要是女性),铁线虫会导致尿路感染,但不会有严重的伤害。无论如何,电影里的恐怖场景是绝不可能发生的!



铁线虫怪诞的特征还有很多,比如螳螂这么小的肚子里,怎么能塞进这么多铁线虫呢?如果有一堆铁线虫住在同一个宿主身体里,它们会在这个狭窄的“蜗居”里互相倾轧,最后占领宿主胸部以上,有些甚至会从头胸部挤出来!如果宿主体内只有一两根铁线虫,有足够的空间,它们就会像小弹簧一样,规规整整地盘在寄主腹部。铁线虫是收纳专家,可以很好地安排寄主狭小的肚内空间。




螳螂肚子里的收纳专家
  

从一种斧螳Hierodula formosana的体内得到的铁线虫Chordodes formosanus Ming-Chung Chiu et al. / Parasitology (2015)
  



有时候你还会在野外看到不会动的“白色小铁线虫”,这可能不是铁线虫成虫,而是它们的“卵条”。有些铁线虫因为早熟或者是遇到迟迟不肯下水的寄主,它们会先在寄主体内像面条机一样,把“卵条”一根根挤出来,以应对突发情况。





铁线虫的卵 Cleo Szmygiel et al. / Zootaxa (2014)
  



人类对铁线虫的认知还很有限,铁线虫还有许许多多的小秘密,通过对铁线虫的了解和观察,我们也能更好地了解寄生生物的生存密码。