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殺死過這么多只蟑螂,卻從未見過蟑螂如此恐怖的死法|外星生物

 獨孤求財 2021-09-13

  電影《異形》中外星生物的寄生方式回想起來仍然毛骨悚然,但是這種事情真實地發(fā)生在我們的自然界中。這種角色從人類與外星生物替換成了蟑螂和扁頭泥蜂。后者會通過一系列的神經(jīng)毒素控制蟑螂的行為,讓其成為扁頭泥蜂后代的美味大餐。

  扁頭泥蜂不僅外形華麗,在演化學上的意義也很重大。它精心調(diào)制的毒液能夠劫持其他昆蟲的腦。

  我不知道蟑螂會不會做夢,如果會的話,扁頭泥蜂(jewel wasp)一定會常常出現(xiàn)在它們的夢魘之中。對人類來說,這種小型、獨居的熱帶蜂完全不足為懼,因為它們不可能操控我們的意志,讓我們心甘情愿地成為幼蜂的鮮食,但毫無防備的蟑螂?yún)s會遭此厄運。這是現(xiàn)實版的恐怖電影。事實上,電影《異形》(Alien)里破胸而出的怪物正是以扁頭泥蜂和類似物種為原型創(chuàng)造出來的。扁頭泥蜂與蟑螂的故事簡單而詭異:雌蜂能夠控制蟑螂的意識,抹除蟑螂的恐懼與逃生的意愿,并乖乖成為幼蜂的“口糧”。不過,和大熒幕上的情節(jié)不一樣的是,讓健康蟑螂變成行尸走肉的不是什么致命的病毒——而是一種直接作用于蟑螂腦部的特殊毒素。 

  無論是人類的腦子還是昆蟲的腦子,其核心都是神經(jīng)元。能影響神經(jīng)元的有毒物質(zhì)也許有數(shù)百萬種,所以某些毒素正好能夠破壞精心保護之下的中樞神經(jīng)系統(tǒng),包括我們的腦子,似乎也不足為奇。有的毒素能夠跨越生理上的藩籬,從遙遠的注入位置出發(fā),千辛萬苦地周游整個身體,穿越血腦屏障,進入受害者的腦子;有的毒素則是直接注入受害者腦部,例如扁頭泥蜂和僵尸蟑螂宿主的案例。 

  行尸走肉的蟑螂

  神經(jīng)毒素的作用不僅僅是麻痹身體,扁頭泥蜂為我們提供了完美而恐怖的案例。扁頭泥蜂的個頭通常只有受害蟑螂的幾分之一,發(fā)起攻擊時,它從上方向下俯沖,用嘴叼住蟑螂,同時將“毒刺”——實際上是改良后的產(chǎn)卵器——瞄準獵物身體中部,即第一對腿之間的胸口。注射過程僅需幾秒,毒素很快就會起效,讓蟑螂陷入暫時的癱瘓,以便扁頭泥蜂更加精確地進行下一次瞄準。借助長長的毒刺,扁頭泥蜂將“洗腦”毒素注入獵物神經(jīng)節(jié)的兩個區(qū)域,昆蟲的神經(jīng)節(jié)相當于我們的大腦。 

  扁頭泥蜂的毒刺非常適合用來攻擊蟑螂。插入蟑螂的身體后,毒刺能感知自己的位置,從而準確地將毒素直接注入蟑螂腦子的特定區(qū)域。插入蟑螂的大腦后,毒刺可以探查周圍情況,根據(jù)力學和化學反饋找到正確的道路,穿過神經(jīng)節(jié)鞘(相當于我們的血腦屏障),將毒素準確注入合適的區(qū)域。

  毒素起效后,真正的精神控制開始了。首先,受害的蟑螂會進行自我清潔。一旦它的前足從麻痹(這是扁頭泥蜂注入蟑螂體內(nèi)的毒素引起的)中恢復(fù),就會立即進入異常挑剔的自我清潔流程,大約持續(xù)半小時??茖W家發(fā)現(xiàn),這是毒素帶來的特有行為,使蟑螂變得緊張;要是蟑螂沒被毒刺蟄過腦部,那么即便它與扁頭泥蜂有所接觸,也不會表現(xiàn)出這樣的行為。如果蟑螂腦部受到大量多巴胺的刺激,也會產(chǎn)生類似的清潔沖動,所以我們猜測,這種病態(tài)的清潔行為可能是毒素里的類多巴胺成分引起的。清潔行為到底是毒素的主要作用之一還是副作用,這個問題尚無定論。有人相信,清潔行為是為了保證脆弱的幼蜂吃到的美餐是干凈的;但另一些人認為,這或許只是為了拖住蟑螂一段時間,好讓扁頭泥蜂有時間為它準備好墳?zāi)埂?/p>

  多巴胺是一種迷人的化學物質(zhì),廣泛存在于大量生物的腦子里,無論是昆蟲還是人類;而且在所有生物身上,它的作用都至關(guān)重要。在我們?nèi)祟惖哪X子里,多巴胺是“獎勵系統(tǒng)”的一部分,令人愉悅的事物會刺激大腦分泌大量多巴胺。因為這種化學物質(zhì)能讓我們感覺良好,所以它也稱為“幸福激素”,但與此同時,多巴胺也與成癮行為和可卡因等非法化學品帶來的快感有關(guān)。我們永遠無法知道,蟑螂腦子里充斥大量多巴胺的時候,它是否也會感到欲仙欲死——但我愿意相信,它和我們一樣。(考慮到它即將走向那么悲慘的結(jié)局,如果在這個過程中連一點快感也沒有,實在過于殘酷。)

  蟑螂清潔身體的時候,扁頭泥蜂會離開獵物去尋找合適的地點。它要準備一個黑暗的地穴來安置自己的孩子和已成“僵尸”的蟑螂,這需要花費一點兒時間。大約30分鐘后,扁頭泥蜂回到蟑螂身邊,此時毒素已經(jīng)完全起效,蟑螂徹底喪失了逃跑的意愿。從理論上說,這種狀態(tài)是暫時的:如果在此時將中毒的蟑螂和扁頭泥蜂分開,不讓孵化的幼蜂把它吃掉,那么蟑螂的僵尸狀態(tài)會在一周內(nèi)消退。然而對可憐的蟑螂來說,這段時間實在太長。在它的腦子恢復(fù)正常之前,幼蜂早已大快朵頤,把這位宿主吃得一干二凈。 

  蟑螂的運動能力未受損傷,但它似乎根本不打算動用這項能力。所以,毒素并未麻痹蟑螂的感知——而是改變了大腦對感知的反饋。科學家甚至發(fā)現(xiàn),如果對中毒的蟑螂施加一些本應(yīng)引起逃避反應(yīng)的刺激,例如觸碰它的翅膀和腿,那么蟑螂的身體仍會向大腦發(fā)送信號,只不過這只可憐的蟲子不會做出行動。這是因為毒素抑制了特定的神經(jīng)元,削弱了這些神經(jīng)元的活躍度和敏感度,于是蟑螂突然變得無所畏懼,一點也不怕被埋在地下,活活被吃掉。在這個過程中,起效的是以GABA門控氯離子通道(GABA-gated chloride channel)為靶標的毒素。

  GABA,即γ-氨基丁酸,是昆蟲(和人類)腦里最重要的神經(jīng)遞質(zhì)之一。如果說神經(jīng)元活動像一場派對,那么GABA就是那個掃興的家伙;它會抑制神經(jīng)元,讓后者不容易被來自氯離子通道的刺激所激發(fā)。氯離子通道打開時,帶負電的氯離子就能通過。因為氯離子喜歡跟帶正電的離子糾纏不清,所以,如果有個鈉離子通道與氯離子通道正好同時開啟,那么氯離子就會與鈉離子幾乎同時穿過細胞膜,使鈉離子難以激發(fā)“多米諾骨牌效應(yīng)”,從而抑制神經(jīng)信號的傳遞。在這種情況下,哪怕某個神經(jīng)元收到了“出發(fā)”的指令,但仍然不會觸發(fā)動作電位。不過,GABA的抑制作用也不是絕對的,氯離子通道不可能完全與鈉離子通道保持同步,所以只要刺激夠強,那么信號也可能被傳遞出去。扁頭泥蜂正是利用這套機制控制蟑螂。扁頭泥蜂的毒素里含有GABA和另外兩種同樣會刺激氯離子受體的物質(zhì)——β-氨基丙酸和?;撬帷_@些物質(zhì)能預(yù)防神經(jīng)元對GABA的再吸收,從而延長抑制效果的持續(xù)時間。 

  扁頭泥蜂幼蟲在蟑螂宿主體內(nèi)汲取營養(yǎng),長大成年,然后破蛹而出,開啟新的令人毛骨悚然的生命循環(huán)。

  雖然這些毒素可以切斷蟑螂的部分腦部活動,防止它逃走,但是,毒素不會自己到達蟑螂腦部的正確位置。所以,扁頭泥蜂必須直接將毒液注入獵物的神經(jīng)節(jié)。對扁頭泥蜂來說,幸運的是,這些毒素不光能把蟑螂變成僵尸,還有短暫的麻痹作用,讓扁頭泥蜂可以方便地進行“顱內(nèi)注射”。GABA、β-氨基丙酸和?;撬徇€會暫時性地抑制運動神經(jīng)元,所以扁頭泥蜂只需一種毒液就能完成兩項截然不同的任務(wù)。

  等到獵物乖乖安靜下來,扁頭泥蜂就可以咬開蟑螂的觸須,啜飲甜美營養(yǎng)的蟲血來補充能量。然后它會牽著殘存的觸須,引導(dǎo)蟑螂前往最后的葬身之所,就像人類牽著馬兒的韁繩一樣。進入地穴后,扁頭泥蜂會在蟑螂的腿上產(chǎn)下一枚卵,然后把地穴封起來,讓自己的后代和獵物一起待在里面。 

  幼蟲的鮮食

  除了控制意識以外,扁頭泥蜂的毒液還有一種可怕的作用。蟑螂在地穴里等待必將降臨的厄運時,毒液還會減緩它的新陳代謝,以保證它能活到幼蜂出生。我們可以通過一段時間內(nèi)的耗氧量來判斷生物新陳代謝的速率,所有動物(包括人類自己)在利用食物或體內(nèi)脂肪產(chǎn)生能量時都會消耗氧氣??茖W家發(fā)現(xiàn),被扁頭泥蜂蜇刺過的蟑螂,其耗氧量遠低于健康同類,這可能是因為蟑螂中毒后活動減少。但是,哪怕給蟑螂喂藥或切斷神經(jīng)元,讓它們陷入癱瘓狀態(tài),它們的存活時間依然比不上被扁頭泥蜂蜇過的“僵尸”。

  為什么中毒后的蟑螂活得格外久?關(guān)鍵可能在于充足的水分。毒液如何讓蟑螂保持充足的水分,具體機制我們尚不清楚,但這確保了扁頭泥蜂幼蟲破殼而出時有新鮮的食物可吃。然后要不了多久,新的扁頭泥蜂就會鉆出地穴,把蟑螂的遺骸永遠留在身后的黑暗之中。

  神經(jīng)毒素可能產(chǎn)生眾多極端效果,扁頭泥蜂的毒液只是其中一種而已。扁頭泥蜂所屬的長背泥蜂屬下有超過130個物種。這些以精神控制著稱的蜂類的特性令人毛骨悚然:成年蜂的食性與其他黃蜂和蜜蜂無異,但幼蜂卻必須寄生在其他動物身上。它們無法完全獨立,卻又不能算是寄生蟲——用科學家的術(shù)語來說,它們是擬寄生性昆蟲(parasitoid)。

  蟑螂不是寄生蜂的唯一目標,蜘蛛、毛毛蟲和螞蟻都可能成為它們的獵物。

  生活在北半球溫帶地區(qū)的潛水蜂(Agriotypus)會鉆入水下,把卵產(chǎn)在石蛾幼蟲身上,為了完成這項任務(wù),它最多能在水下待15分鐘。毛緣小蜂(Lasiochalcidia)生活在歐洲和非洲,它們會勇敢地飛進蟻獅(一種昆蟲)恐怖的嘴巴,把卵產(chǎn)到蟻獅的喉嚨里。甚至有一些重寄生蜂(hyperparasitoid)會以其他寄生蜂為宿主,比如說,生活在歐洲和亞洲的折唇姬蜂(Lysibia)會找到被擬螟蛉盤絨繭蜂(Cotesia)寄生過的毛毛蟲,并把卵產(chǎn)在剛剛化蛹的繭蜂幼蟲體內(nèi)。在某些情況下,有些寄生蜂物種會嵌套寄生,形成俄羅斯套娃(俄羅斯特產(chǎn)的木制玩具,一般由多個一樣圖案的空心木娃娃一個套一個組成)一樣的結(jié)構(gòu)。

  為了確保幼蜂安全地長大成年,這些蜂從宿主身上得到的不僅僅是食物。一種蜂會把毛毛蟲宿主變成傀儡戰(zhàn)士,即便幼蜂剛剛啃食了毛毛蟲的身體,毛毛蟲依然會忠誠地保衛(wèi)蜂蛹。另一種蜂幼蟲會迫使蜘蛛宿主為它織一張丑陋而堅固的網(wǎng)來保護蜂蛹,然后再把宿主殺死。

  不過,盡管這些非同尋常的寄生蜂是精神控制的“大師”,但是除了它們,還有一些生物的毒素能改變宿主的精神狀態(tài)。有些物種的毒素甚至能夠達到蜂毒無法企及的高度——滲透人類的血腦屏障。但是,和蟑螂不一樣的是,人類對這些攪亂大腦的物質(zhì)擁有一種奇怪的親近感。蟑螂對扁頭泥蜂毒素避之不及,但與之相反,有的人類卻愿意付出每劑500美元的天價去獲取類似的體驗。

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