这种真菌会从室内吞噬掉你家里的大部分苍蝇，将它们变成僵尸，然后引诱其他苍蝇进行尸交，我们能从中学到什么呢？哥本哈根大学的研究人员表示，可能有很多值得我们学习的地方。
多年来，Henrik De Fine Licht 一直在研究这种非常特殊的真菌，即蝇类真菌 Entomophthora muscae，它会控制苍蝇的行为，然后杀死它们。
最近，他和一组美国研究同事成功绘制了这种真菌的基因组图谱，这本身就是一项成就，因为这种真菌的基因组比大多数其他真菌的基因组大约 25 倍。他们的目标是找出这种真菌如何操纵苍蝇的行为。
“基因组是真菌中所有基因的目录，它告诉我们一些有关生物体能力的信息。这样的目录可以让我们更好地了解当真菌将苍蝇的大脑转变为僵尸状态时，哪些基因在苍蝇的大脑中处于活跃状态。通过这种方式，我们希望了解它是如何做出如此疯狂的事情的，”哥本哈根大学植物与环境科学系副教授 De Fine Licht 说。
这项新研究已发表在科学期刊《eLife》上。
使果蝇和家蝇产生嗜尸性
蝇霉菌只在苍蝇体内生长。这种真菌的一个亚种专门寄生于家蝇，而另一个亚种则以果蝇为宿主。研究人员在本研究中测序的就是感染果蝇的亚种。
“研究表明，在特定房间或牛棚中飞舞的苍蝇中，有多达 60-80% 可能感染这种真菌。当人们发现一只死苍蝇停在窗户上，周围环绕着一圈白色孢子时，通常就会发现僵尸苍蝇，”De Fine Licht 说道。
一旦真菌感染了苍蝇，它就会在苍蝇活着的时候，在一周左右的时间里从内部吞噬苍蝇。当苍蝇几乎所有的营养都被消耗殆尽时，真菌就开始操纵大脑，开始控制苍蝇的行为。它会让苍蝇尽可能高地粘在植物或窗户上。
“此时，几乎整个身体都由真菌团块组成，最终苍蝇的所有正常过程都会停止。几个小时后，真菌开始从苍蝇身体后部射出真菌孢子。在此过程中，它还会分泌出吸引健康苍蝇的化学香味。一旦接近，它们就会试图与死苍蝇交配，从而使孢子长入健康苍蝇体内并重复该过程，”研究人员解释说。
Henrik De Fine Licht 在牛棚里收集苍蝇。图片来源：安雅·温斯
这些基因提供了有关真菌独特特性的新知识
虽然真菌的生命周期已被详细描述，但人们对其运作机制知之甚少。真菌基因组的新图谱可能能够揭示这一问题。
在这项新研究中，包括哈佛大学生物学家在内的研究人员小组发现，真菌具有一些独特的基因，可以为僵尸化方程增加完美的时机。
“行为操控总是在黄昏时开始。我们认为这对真菌来说是适应性的，因为夜间湿度较高，所以这是释放容易干燥的传染性孢子的最佳时间。我们现在知道真菌有编码光敏蛋白的基因。我们怀疑，就像其他生物一样，真菌可能使用光线索来告知时间。因此，我们相信这是行为操控时机机制的重要线索，”哈佛大学的最后一位作者 Carolyn Elya 说。
此外，基因组显示，这种真菌具有许多拷贝的酶，这些酶能够分解昆虫坚硬的几丁质外壳。
“这反映出这种真菌具有独特的进化适应性，可以在昆虫体内生长和生活。虽然这并不令人惊讶，但这现在是首次得到证实，”埃利亚说。
未来可能用于精神药物
尽管这是一项基础研究，但 De Fine Licht 相信，如果研究人员能够成功揭示更多有关这种真菌的秘密，人类未来可以通过多种方式充分利用这种真菌的经验。
“了解人类大脑如何与行为相关通常是一个挑战，因为很难精确测量。但在这里，我们有一个具有非常明确行为的系统，我们知道它是由昆虫大脑中的真菌控制的。如果我们了解真菌的运作方式，我们就可以开始绘制从基因和分子到行为的整个序列，”研究人员说。
“然后，人们可能会受到真菌用来操纵苍蝇行为的化学物质和某些机制的启发，例如设计治疗人类精神疾病的新药。”
在另一个领域，可以使用蝇蛆进行生物害虫防治。因为目前市场上的化学农药和杀菌剂的缺点之一是它们会攻击多种昆虫。在这里，蝇蛆的特殊行为可以发挥作用。
“通常，你只想针对害虫，同时避开蜜蜂和其他有益昆虫。因此，如果进一步的研究能够开发出一种基于这种真菌的杀虫剂，这种真菌具有只攻击一种苍蝇的巨大优势，那么它将非常非常有吸引力，”Henrik de Fine Licht 总结道。
发表于 2024-9-9 18:21:49