这种真菌将蚂蚁变成僵尸，然后使它们的身体爆炸

卡尔·齐默尔

进化生物学家以各种奇妙的形式追溯生命的历史。一些人寻找我们物种的起源。其他人则寻找鸟类的起源。

在10月24日上，一组研究人员报告了对僵尸起源的重要新见解-在这种情况下，蚂蚁被真菌僵尸化。

这是它的工作原理: 有时，一只蚂蚁在户外开展业务，会踩到真菌孢子。它粘在蚂蚁的身体上，并在里面滑入真菌细胞。

这种真菌称为ophiocodortyceps，从内部以蚂蚁为食，并繁殖成新的细胞。但是您不会知道，因为蚂蚁继续生活，觅食以带回巢穴。一直以来，真菌一直在生长，直到占蚂蚁体重的近一半。

当ophiocodortyceps以其宿主为食时，真菌细胞会聚集在蚂蚁体内。它们形成垫子，将针状突起推入蚂蚁的肌肉细胞。真菌细胞还会向蚂蚁的大脑发送化学信号，导致宿主做出奇怪的事情。蚂蚁离开巢穴，爬上附近的植物。

在热带地区，那里有许多种类的蛇皮草，真菌将蚂蚁向上驱赶到地面上方的一片叶子上。蚂蚁咬住了，死时下巴锁住了。

真菌发出粘线，将尸体粘在叶子上。现在它已经准备好在其生命周期中迈出下一步: 从蚂蚁的头上冲出一根巨大的茎，将孢子淋到下面的蚂蚁小径上。“蚂蚁正走过一个雷区，” 宾夕法尼亚州立大学的ophiocoordyceps专家大卫·休斯 (David Hughes) 说。

博物学家在一个多世纪前就发表了他们对ophiococyceps的第一篇报道。但是直到最近几年，研究人员才探索这些真菌如何使蚂蚁僵尸化。

2010年，休斯和他的同事发现了一只4800万岁的僵尸蚂蚁化石，在叶子上有一个死亡抓地力。化石表明僵尸真菌已经存在了很长时间。但它没有提供任何关于真菌是如何从其普通祖先进化而来的暗示。

“你会想，'这到底是从哪里来的？'”休斯说。

他怀疑答案可能潜伏在活真菌中。但是在DNA测序时代之前，研究人员一直在努力对ophiocodyceps进行分类。

2013年，休斯的一位研究生jo ã oara ú jo开始对科学收藏中的真菌DNA进行测序。他还进行了自己的探险，翻过树叶寻找僵尸蚂蚁。如果它们是他以前从未见过的物种，那么ara ú jo会给它们拍照并撬开细小的尸体带回家。

曾经被认为是一种真菌的现在至少有28种。每只会僵尸不同种类的蚂蚁或攻击其他昆虫。

这些物种都属于更大的真菌组。他们的许多亲戚以枯死的植物为食，而一些则感染昆虫-主要是一种称为hemipterans的昆虫，其中包括蚜虫和蝉。

Ara ú jo现在是日本琉球大学的研究员，分析了600多个相关物种的DNA。比较遗传序列，他能够绘制出真菌家谱。

这棵树显示，所有ophioscordyceps物种都来自一个共同的祖先。但是那个祖先没有感染半翅目动物。相反，科学家得出结论，它开始感染甲虫的幼虫。

被真菌感染的甲虫生活在腐烂的原木中。当甲虫卵孵化时，幼虫独自在原木内爬行，咀嚼木头。

没有参与这项新研究的中央佛罗里达大学综合生物学家Charissa de Bekker说，ophioctyceps的祖先选择这样的宿主很有趣。

“与蚂蚁相比，它们大多是孤独的生物，有着非常不同的生活史，” 她说。

如果甲虫幼虫与孢子接触，它会侵入昆虫的身体并以其肌肉为食。甲虫死了，没有任何僵尸戏剧。

真菌生长其茎并在尸体周围传播孢子。然后，其他在原木内爬行的幼虫被感染。

Ara ú jo和Hughes假设数百万年前，真菌有时会被也生活在原木中的蚂蚁所吸收。在新的蚂蚁宿主中，真菌已经具有以肌肉为食，生长茎和传播的能力。

但是蚂蚁也给寄生虫带来了重大挑战。与孤独的甲虫不同，蚂蚁生活在拥挤的巢穴中。疾病可以消灭整个殖民地，因此蚂蚁无情地攻击任何有疾病迹象的动物。“他们把它们踢出巢穴，或者杀死它们并把它们撕成碎片，” 阿劳霍说。

结果，ophiocodortyceps无法通过杀死其宿主并发出孢子来传播甲虫的方式。

自然选择一定有利于真菌，可以使蚂蚁寄主在被寄生时保持健康。当真菌准备离开蚂蚁的身体时，他们不得不活着将其从巢穴中取出。有必要将蚂蚁僵尸化，使其做一些通常不会做的事情。

通过攀登附近的植物，垂死的蚂蚁也可以感染新的蚂蚁。Ophiocardyceps “必须开发一种使宿主离开巢穴的方法，但还没有到目前为止，因为它们仍然必须射出孢子并感染新的宿主，” ara ú jo说。

真菌向蚂蚁的过渡引发了进化爆炸。一旦ophioctyceps进化成生活在一种蚂蚁中，它就开始跳到新的物种中。

De Bekker说，了解ophiocardyceps的进化可能有助于科学家弄清楚各种物种使用哪些基因将蚂蚁转化为僵尸。

“行为非常复杂，所以它不会是一个基因负责，” 她说。“这项研究帮助我们知道我们应该做什么比较。”

这项新研究还表明，这种真菌在热带地区跳入了蚂蚁。在数百万年的过程中，它随后向两极扩散。当真菌搬到新家时，它面临着新的挑战。

僵尸蚂蚁不能再咬树叶了，因为它们在秋天掉下来，在真菌传播给新的宿主之前。受感染的蚂蚁开始拥抱树枝。

休斯 (Hughes) 预测，第一批僵尸蚂蚁生活在小殖民地的腐烂木材中，被感染的蚂蚁在死亡前几乎没有离开巢穴。

甚至有可能属于这种早期谱系的一些真菌今天仍在操纵蚂蚁。休斯 (Hughes) 和阿劳霍 (ara ú jo) 怀疑还有数百种其他物种的ophiocandyceps仍有待发现。

“每次我去同一个保护区，我仍然会发现新的物种，” 阿劳霍说。“我认为描述新物种将是几代人永无止境的工作。”