大自然的“僵尸”:神经疏松学的令人不安的科学

当您想到任何生态系统时,您可能首先想象它是最著名的捕食者 – 孟加拉虎缠着猎物,或者是潜伏在海洋深海的大白鲨。也许你也会想你

当您想到任何生态系统时,您可能首先想象它是最著名的捕食者 – 孟加拉虎缠着猎物,或者是潜伏在海洋深海的大白鲨。也许您还会想到猎猎动物的图像 – 鹿,鱼类,兔子,老鼠,昆虫以及它们所吃的植物。

您可能不会想象感染动物大脑,控制其行为并将其变成僵尸的寄生虫。这些微小的生物可以重新连接宿主,以服务于寄生虫的最终目标:繁殖和传播。

是的,您正确地阅读了 – 自然有现实生活中的身体抢夺者。受感染的主人看起来可能相同,但不要愚弄。它在功能上是僵尸,表达了寄生虫的基因组,并注定要发挥只能使其入侵者受益的自我毁灭行为。

因此,如果您需要灵感来撰写好莱坞的下一个僵尸大片,那么在自然界中发现的思想控制的创意,可怕和令人印象深刻的例子就可以了。

给蚂蚁死亡抓地的真菌寄生虫

僵化的寄生虫的一种常见策略是改变宿主的行为以匹配自己的生命周期。例如,Ophiocordyceps中的真菌将其孢子固定在蚂蚁的表皮上。孢子会发芽并侵入蚂蚁的身体,从气管行驶。真菌细丝称为菌丝体在蚂蚁体内生长,并开始以其器官为食。在此阶段,年轻的Ophiocordyceps需要主持人才能保持生命并滋养他们。因此,菌丝避免了重要器官。 (未知真菌如何区分关键器官和非重要器官。)

当Ophiocordyceps希望释放其孢子时,该真菌会产生一种使其负责蚂蚁体内的化学物质。蚂蚁爬到植物的顶部,将其下颌骨夹住以保持到位。这是蚂蚁的奇怪行为。确实,死亡抓地力的唯一目的是帮助真菌繁殖。一旦寄生虫决定它很强,它就会有最后一个致命的小吃:蚂蚁的大脑。然后,果实的身体从死者的角质层中萌芽并释放出孢子的胶囊 – 给它们足够的风和空气以将孢子散布在周围的区域并开始生命周期。

如果有人能同情寄生的蚂蚁,那就是恐怖的蜘蛛plesiometa argyra。对于这只蜘蛛而言,敌人不是真菌,而是一种寄生黄蜂,亚甘尼果皮阿吉拉法,它使用怪异的蜘蛛作为宿主。当成年雌性黄蜂想要产卵时,她使用毒液瘫痪了易感宿主。然后,她将鸡蛋固定在蜘蛛的腹部上。一旦幼虫部分出现,它就会开始渗入蜘蛛,在蜘蛛中生长在其各种龄或发育阶段。在最后一龄,在成为成年人之前,黄蜂会化学诱导宿主蜘蛛旋转茧网。该网络与被惊吓的蜘蛛旋转的标准网络截然不同。就像毕加索突然说:“足以与立体主义,教堂的现实绘画怎么样!”

蜘蛛没有编织随机图案 – 网络完美地固定并保护黄蜂的茧。然后,蜘蛛死了,黄蜂幼虫以尸体为食,直到形成茧,在其新的网床中奢侈,并将其变质化成成人黄蜂。

偷窃恐惧征的寄生虫并不会单独折磨昆虫。寄生虫弓形虫主要感染小鼠,牲畜甚至人类等脊椎动物。众所周知,冈迪(T. gondii)主要感染大鼠和小鼠,他们从猫粪便中捡起寄生虫。寄生虫劫持了老鼠的一般生存策略 – 避免猫 – 并将其逆转。宿主吸引了猫尿的气味。

科学家认为,寄生虫通过破坏老鼠杏仁核的沟通而引起这种突然的情绪摇摆,这是调节恐惧的大脑区域。改变了这种行为的是T. Gondii巧妙地接触其最终宿主的方式-Cat。在猫中,它可以进行性繁殖,并与猫科动物最新的Meow Mix一起从结肠传递。

情况变得更糟。

这些寄生虫卵囊(“鸡蛋”的奇特术语)可以活着,并准备好长时间感染宿主。这意味着,如果卵囊污染了供水(它们不可避免地会污染),他们会感染鸟类,牛甚至人类。实际上,研究人员估计,全球30%至50%的人口感染了弓形虫。幸运的是,大多数健康的人可以防止寄生虫造成严重伤害。但是这些寄生虫很耐心。他们可以在宿主中生活多年,直到免疫系统被妥协到足以使寄生虫繁殖并引起疾病毒质病,这通常只是引起流感和一些肌肉酸痛。在严重患者中,寄生虫会引起癫痫发作和视力模糊。

由于弓形虫感染了大脑,因此科学家长期以来一直怀疑它可能会微妙地改变人类的行为。有趣的研究表明,弓形虫感染与包括自杀在内的自我指导的暴力之间存在相关性。另一项研究甚至表明,由于据报道害怕失败的恐惧,患有弓形虫病的学生更有可能对业务感兴趣。但是,我们需要对弓形虫对人类的心理影响进行更多研究,然后才能将这种行为与感染联系起来。尽管有争议,但一些科学家想知道为什么毒品会遇到改变我们行为的麻烦。与老鼠不同,我们是T. gondii的死者主持人。一些专家认为,人类的任何行为修改可能是一种残留的适应,当人类的确也被猫(当然是较大的猫)追赶时,在弓形虫中演变出来。

生态系统的影响

当然,您可能会认为,这些生物令人恐惧。但是它们可能主要是在我永远不会看到的雨林的某个黑暗角落里的虫子。

这听起来很安慰。但这是错误的。

寄生虫无处不在。实际上,在许多栖息地中,寄生虫的累积作用远远超过顶级捕食者。例如,一项研究量化了加利福尼亚州三个河口的自由生活和寄生虫物种的生物量(几乎不是热带丛林)。研究人员发现,庞克的寄生虫约占这些生态系统中总生物量的3%。他们胜过所有鸟类生物量。尽管并非所有这些寄生虫都是心理控制的大师,但其中许多可能会从一个简单的事实中受益:一种可以改变其宿主行为以改善其传播的寄生虫会获得自然选择的青睐。对生态系统中其他相互作用的影响很大。许多寄生虫会导致猎物生物将自己杀死捕食者。因此,受感染的生物在传播基因之前具有更高的死亡机会。例如,flate虫白氯化疟原虫会导致其蜗牛宿主蠕动。鸟类已经认为蜗牛很美味,它们立即注意到了这一运动。后来,当机载鸟有排便时,扁虫婴儿会飞翔,从而提高了他们感染另一个宿主的机会。

一个新兴的学习领域

神经寄生虫学是研究控制宿主神经系统的寄生虫的新兴领域。神经寄生虫学家的圣杯正在发现寄生虫用来修改宿主行为的机制。该领域还处于起步阶段,但已经做出了重大发现。例如,研究表明,许多寄生虫可以改变宿主的遗传表达。

其他科学家正在表征分泌组中的化学物质 – 涉及宿主操纵的一组分泌物。将化学成分与机制和功能联系起来是一个令人兴奋的挑战,它将标志着神经疏松阶层的一大步。在本文中,神经寄生虫学的问题并不仅仅源于敬畏,惊奇和担心僵化的问题。相反,了解这些寄生虫如何做他们所做的事情,对整个神经科学产生了重要影响。例如,寄生虫宿主相互作用无疑将扩大我们对神经元,激素和基因如何相互作用以调节行为的理解。

另外,在我们了解发生了什么之前,我们不会真正知道人类是否可以成为僵化的下一个目标。在此之前,我建议避开猫的垃圾箱。

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