寄生虫是蟋蟀的噩梦

寄生虫是蟋蟀的噩梦

金线虫是一种长而线状的寄生虫,捆绑在宿主体内。它长得非常大,占据了宿主体内的大部分空间,等待合适的时机爆发出来。但这并不是这种寄生虫最可怕的地方,因为它还能在深度冷冻(-70°C)下存活下来,并继续感染它最喜欢的宿主。对我们来说幸运的是,这些宿主是一些昆虫和甲壳类动物。

金线虫成虫(线虫门)生活在水中,但许多种类的金线虫在陆生昆虫体内发育。为了确保自己在逃离宿主体内时不会干涸,金线虫会使用第一个技巧来操纵宿主。当金线虫需要离开时,它会操纵宿主(通常是蟋蟀)的大脑,诱使宿主寻找水源,这样成虫就可以逃离并繁殖。

但金线虫的生命周期很复杂,蟋蟀并不是它一生中唯一会感染的宿主。在寄生在蟋蟀体内之前,这种寄生虫首先会从卵开始,孵化成自由游动的幼虫,然后幼虫需要感染水生无脊椎动物,如蜗牛或蚊子幼虫,才能进入下一个发育阶段,形成囊肿。然后,幼虫需要被最终宿主——蟋蟀吃掉,长成一条细长的虫子,比宿主的长度长很多倍(见视频)。

幼虫照片来自 Hairworm 生物多样性调查。由 Tommy Leung 修改。

进入每个宿主体内并等待与下一个宿主相遇的过程可能会持续一整年。对于生活在世界温带地区的金线虫来说,这种寄生虫面临着一个困境——很有可能在它进入蟋蟀体内并发育成成虫之前,冬天就到来了,万物开始结冰。

但毛虫Paragordius varius却一点儿也不害怕雪、冰和冰冻条件——它只是耸耸肩,等待着这一切过去。事实上,最近的一项研究表明,它可以忍受在零下 30°C 甚至零下 70°C 的冰冻中长达数周。当它解冻后,仍然完全有能力感染下一个宿主。

金线虫并不是唯一能在冰冻条件下生存的寄生虫,感染林蛙(Rana sylvatica)的一些蛔虫和吸虫幼虫也能生存。在冬季,林蛙会变成一块冰块,葡萄糖和尿素等化学物质可保护其器官免受冻伤,也许林蛙的寄生虫也有类似的应对寒冷的方法。

另一种蛔虫,即本土毛细线虫,会感染北极狐和北极熊等北极哺乳动物的肌肉,在零下 18°C 的低温下也能存活长达四年,并且仍然能够存活。虽然本土毛细线虫会感染体温始终保持较高的哺乳动物,但它需要被捕食者或(更有可能)食腐动物吃掉才能完成生命周期,因此它必须在被困在冰冻尸体中时保持活力,直到被潜在宿主释放。

值得庆幸的是,这种抗寒能力并不常见——在 -35°C 或更低的温度下长时间深度冷冻实际上是被推荐用来有效消灭海鞘线虫的一种方式。海鞘线虫是一种线虫寄生虫,也被称为海豹虫,有时会在鱼体内发现。人们在食用生鱼或未煮熟的鱼时会感染这种蠕虫,虽然它更喜欢感染海洋哺乳动物,但它仍然会引起严重的胃痛,甚至过敏反应。

金线虫对深度冷冻的耐受力使其能够不受季节变化的影响完成生命周期,这对研究它们的科学家来说也是一个福音。通常,在实验室中对金线虫这样的寄生虫进行实验是一项后勤上的困难,因为寄生虫在整个生命周期中会感染不同种类的宿主。你必须维持许多不同生物的群落(“牺牲”给寄生虫的潜在宿主)以维持生命周期。如果你想通过从野外收集起始种群来启动实验室群落,那么就在野外可以收集寄生虫的各个阶段时,合适的宿主可能很少甚至不存在。但对于P. varius ,科学家所要做的就是将它们放入深度冷冻中,暂停寄生虫的生命,直到有合适的宿主(或资金)来继续对它们进行研究。

因此,尽管P. varius通常为了生存而允许自己冻结,但也可以以科学的名义让它们冻结。

Tommy Leung 不为任何将受益于本文的公司或组织工作,亦不为其提供咨询,不拥有其股份,亦未从其获得资金,并且与任何相关组织均无关联。

本文最初发表于 The Conversation。阅读原文。

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