最疯狂的性传播疾病,屁股烂了也不能放弃交配

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最新回复:2021年6月26日 13点1分 PT
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环球科学

图片来源:John R. Cooley, et al. Scientific Reports

最近,美国的一些地方出现了奇怪的景象:地上落满了没有 " 屁股 " 的蝉,这些蝉从腹部以下都呈现出发白的迹象。它们的身上究竟发生了什么?这桩惨案可能还要从 17 年前开始说起。

撰文丨杨心舟

破土而出

这满地残缺的尸体都来自一种特殊的蝉——北美周期性蝉。根据出现的周期,这种蝉还有着特殊的昵称,比如 "13 年蝉 " 或 "17 年蝉 "。言下之意,它们的成虫需要花费 13 或 17 年才会从地下爬出来,完成从生到死的生命周期。在此之前,它们的若虫形态都会生活在地下。

在美国,一共有 7 种周期性蝉(3 种 "17 年蝉 ",4 种 "13 年蝉 ")。往下细分时,出现在同一片地区,同时从地面爬出的周期性蝉会被归到同一分支,称作 Brood。所有的 Brood 按照罗马数字进行分类,其中 Brood X 属于最大的一个种群。最近这一批出发前往地面的 "17 年蝉 ",就属于 Brood X,这意味着它们在 2004 年就以若虫形态从树上掉落到了地面,然后在地下以草根或树根为生。

3 种 "17 年蝉 " (图片来源:Cherie Sinnen/SA)

尽管它们在地下慢慢成熟,但转变却仿佛在一瞬间发生。这是因为成虫会在同一时段爬出地面,飞上树干。在高峰期最多能达到每英亩(约 0.4 公顷)140 万只,你可以想象一片乌压压的蝉在眼前飞的场景。当蝉爬出地面后,留给它们的时间并不多。成虫会立即飞到树上开始求偶,并找到配偶开始繁殖下一代。

健康的 Brood X(图片来源:wikipedia)

有趣的是,Brood 蝉是为数不多生活周期与捕猎者 / 病原体相同的物种。放到当下的场景里,即 "17 年蝉 " 开始行动时,它的敌人也开始行动了。一种名为蝉团孢霉菌(Massospora cicadina)的真菌,简直就是与 "17 年蝉 " 形影不离。按照长期研究该领域专家 Matt Kasson 的说法,这种真菌只选择性地感染周期性蝉。Kasson 是西弗吉尼亚大学的传染病学家,他一直在丛林里等待这批 "17 年蝉 " 破土。

感染的方式有两种,一种是在成虫之间传播,一旦成虫携带了团孢霉菌,它在交配的时候就会将团孢霉菌的分生孢子带给配偶,如此往复,也被称为昆虫界的 " 性传播 " 疾病;

还有一些团孢霉菌会进入休眠的孢子形式,落在土壤上,等待感染下一代破土而出的 "17 年蝉 "。如此一来,团孢霉菌也完成了 17 年一次的繁衍过程。(如果感染了其他种类的周期性蝉,团孢霉菌的历程也会随着它们的生命周期而变。)

不愿停歇地传播

当 "17 年蝉 " 爬出地面沾上团孢霉菌时,7-10 天内基本是什么都看不出来的。但是经过这一段具有欺骗性的沉寂期,真菌可怕的一面就出现了。感染了团孢霉菌的蝉腹部后半截会开始脱落,并且露出一个白色团块。这就是真菌这些天的杰作,它们占据了蝉 " 屁股 " 的位置。此时,只要蝉尝试飞行或者爬行都会将真菌孢子带向更多的地方。

图片来源:John R. Cooley, et al. Scientific Reports

但最重要的传播方式仍然是 "性传播 ",即使它们被感染之后生殖器已经脱落,但是蝉好像意识不到这个问题,仍然会疯狂地寻找异性进行交配。当然,雄性和雌性的传播方式可能略有不同。

当雄性感染了团孢霉菌并露出小白头之后,它们就已经失去了生殖器。但是雄蝉并不会死亡,仍然会发出特有的求偶声,震动自己的翅膀吸引雌性。这时候,如果哪只雌性被这种求偶声吸引了,就会成为下一个被害者。与感染的雄性交配并不能让雌性的卵受精,但是雌性会收到真菌大礼包,团孢霉菌简直就是昆虫界的梅毒。

如果是雌性被感染了,情况可能更加 " 刺激 "。雌性因为需要存放卵,腹部的结构要稍微比雄性紧实一点,生殖器也能得到部分保留。不过,当雄性来与雌性交配时,雌性生殖器已经经受不住原本正常的交配过程,往往会脱落并被雄性带走。根据 Kasson 的观察,这些携带了雌性生殖器的雄蝉不仅会感染真菌,并且有一些会像雌性一样扇动翅膀,吸引其他雄性,实现雄雄传染。

图片来源:Matt Kasson

实际上,在感染的早期,一些雄蝉就会吸引雄蝉,并在对方接近或尝试交配时传播真菌。这也是真菌操纵的一种特殊策略,因为让雄性充当传播大军效率要高出许多。健康雌蝉通常在受精后便不会再进行交配,但雄蝉会不停地寻找合适的交配对象,这得以让真菌传播网络成倍地扩大。

隐藏的操控分子

真菌究竟是怎样使得 17 年蝉变成性传播机器的?《真菌生态学》的一项研究发现,卡西酮可能是操控的关键。卡西酮是一种天然存在的激动剂,属于安非他命类化合物家族,化学成分上与其相似的还有麻黄碱。

过去,研究者已经在阿拉伯茶中发现了卡西酮,非洲东北部的当地人喜欢嚼这种叶片用来取乐,从而产生愉悦的兴奋感。而人工合成的卡西酮是精神药物协定中的第一类药物,此类药物通常认为对健康有严重影响。美国缉毒局已经将卡西酮列为了一级管制品,含有它的阿拉伯茶则被列为非法药物。

阿拉伯茶 图片来源:wikipedia

顺带一提,这种含有卡西酮的毒品还有着一类称呼叫做浴盐。服用了这种毒品的人会出现过度兴奋、焦躁、妄想和幻觉等一系列症状。2012 年,佛罗里达州一名女性在服用浴盐之后,出现了精神错乱,开始疯狂撕咬路人的脸部,此事也在当年传为现实版的 " 丧尸出笼 "。

在此前的初步研究中,研究者发现被感染的另一种群 Brood VI 的真菌团中 100% 含有卡西酮。并且,他们在调查中发现,卡西酮并不只是植物才能合成,真菌同样可以。当作者尝试在真菌中阻断卡西酮的合成酶,团孢霉菌会失去代谢持续性,并且合成卡西酮的通路也无法正常运作。

研究者推测,团孢霉菌合成的卡西酮足够让蝉保持兴奋的状态,它们不再想进食,不再想休息。它们也不会撕咬其它同伴,唯一想做的事情就是繁殖,不停地繁殖。

当然,验证这一说法最直观的方式可能需要向蝉体内加入卡西酮,再观察它们行为的变化,目前 Kasson 正在尝试完成这一实验。不过,即使团孢霉菌的控制是如此特别,Brood 蝉仍然不会完全屈服。在蝉破土之初,只有 5% 的蝉会被感染,考虑到 Brood 蝉分布得很广,大部分地区的蝉还是可以过得很健康的。

当地的一份奇怪提示:在爆发期,大家不要尝试舔带白点的蝉,也不要亲小猫小狗,它们可能刚舔完蝉。

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1 楼
这跟新冠利用人的社交群聚天性传播有啥区别?精的都潜伏着,找到你的致命弱点,所谓天生的死穴,制定策略实现自己的利益最大化。
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gdx2015
2 楼
大自然既神奇又恐怖
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longmarch
3 楼
滴虫病借着毛主席传给中南海的姑娘们。
土拨鼠拨土
4 楼
longmarch 发表评论于 2021-06-26 09:14:45 滴虫病借着毛主席传给中南海的姑娘们。 你别到处传毒就行!
居家凡人
5 楼
大自然太奇妙了。有空去观察一下靠近树林的小路上的大量死蝉。
不允许的笔名
6 楼
这些携带了雌性生殖器的雄蝉不仅会感染真菌,并且有一些会像雌性一样扇动翅膀,吸引其他雄性,实现雄雄传染。 --------------- 这是指桑骂槐在损LGBTQ吗?