寄生蟲如何操縱螞蟻大腦?科學家首次真實觀察到了

北京時間7月2日消息，據國外媒體報導，一種可怕的寄生蟲能夠將螞蟻變成「自殺殭屍」，最新視頻圖像揭曉了其中的秘密。

一種名為「柳葉刀肝吸蟲（lancet liver fluke）」的寄生蟲可以進入螞蟻頭部，控制螞蟻行為。當夜幕降臨的時候，柳葉刀肝吸蟲引導螞蟻爬到葉片頂端，一直呆到第二天早晨。

「殭屍螞蟻」顎部緊扣草葉尖，它們在清晨時分很容易被掠食者捕殺。它們很可能在這個位置被吞食，之後潛伏在螞蟻體內的柳葉刀肝吸蟲將進入一個更大的宿主體，並在那裡繁殖後代。科學家一直致力於研究這種寄生蟲如何與螞蟻大腦相互影響，他們首次相機拍攝到這種可怕的殭屍關係。

柳葉刀肝吸蟲的生命開始像許多其它寄生蟲一樣，最初蟲卵生活在牛羊糞便中。之後蝸牛吞食糞便，它們成為柳葉刀肝吸蟲的第一宿主體，蟲卵停留在蝸牛腸道之中，並進行孵化和發育。最終，這種寄生蟲附著在蝸牛的黏液球上，被螞蟻吞入腹中，從而螞蟻成為它們的第二宿主體，在螞蟻身體上柳葉刀肝吸蟲發生了奇特的轉變。

孵化出來的柳葉刀肝吸蟲有一隻會進入螞蟻大腦，並最終取代並控制螞蟻行為。其餘肝吸蟲則呆在螞蟻腹部等待新的時機到來。這項研究報告發表在《科學報告》雜誌上，合著作者馬汀·霍爾（Martin Hall）博士說：「這是一種非同尋常的生命循環，是寄生蟲操縱宿主體發揮自身優勢的一個經典例子。此類行為吸引生物學家許多年。」

這一特寫圖像顯示柳葉刀肝吸蟲如何潛伏在螞蟻控制嘴部的大腦區域，圖中紅色大腦區域受該寄生蟲的影響。

圖中是被寄生蟲感染的螞蟻頭部，它被研究人員斬首，並使用微CT掃描儀進行研究，這是世界上第一張被微型寄生蟲操控大腦的圖像。

研究人員發現柳葉刀肝吸蟲直接攻擊螞蟻控制嘴部的大腦區域，圖中紅色部分是控制嘴部的顎部肌肉，當螞蟻進食時顎部肌肉會收縮，這種寄生蟲控制螞蟻大腦，迫使螞蟻長期閉合嘴部。

為了深入研究螞蟻和寄生蟲之間的交互影響，研究人員對實驗螞蟻對象斬首，然後分別研究螞蟻的身體和頭部。

然而，柳葉刀肝吸蟲的寄居機制尚不清楚，部分原因是到目前為止我們仍無法觀測到這種寄生蟲與螞蟻大腦之間的物理關係。理解其獨特生命循環的原因需要實時觀察這種寄生蟲如何入侵螞蟻身體。

目前，科學家對螞蟻身體進行了詳細的X射線掃描，並繪製詳細的3D圖像。他們發現柳葉刀肝吸蟲直接伏擊控制螞蟻顎部關閉的大腦區域。當螞蟻吃食物時，下頜肌會收縮，寄生蟲控制螞蟻大腦，迫使螞蟻一直關閉顎部。

由於螞蟻頭部非常堅硬，並且大腦很小，準確拍攝其大腦結構非常困難。為了更深入研究螞蟻和柳葉刀肝吸蟲之間的關係，研究人員將螞蟻頭部切割下來，然後分別研究它們的身體和頭部。

科學家通過非侵入方法分析了螞蟻大腦結構，可以360度觀察螞蟻頭部，這是傳統解剖技術無法實現的。據悉，他們從加拿大亞伯達省收集螞蟻標本，儲存在裝有乙醇的瓶子中，然後運到博物館進行研究。

這張恐怖的圖像是一隻蒼蠅的「殭屍頭」，它生前被一種致命性寄生真菌感染。該照片拍攝於新加坡森林地區，顯示真菌從死亡時間較長的蒼蠅頭部生長出來，蒼蠅的眼睛已不見了。

不同種類的蟲草選擇不同的昆蟲宿主體，但通常真菌會控制受害昆蟲的肌肉，迫使昆蟲走到植物頂端，暴露在掠食者的視野範圍內。

專家們最初認為，蟲草感染了宿主體的大腦，但是近期研究表明，它們實際上控制了受害宿主體的肌肉。研究人員將該行為描述為：「像被操縱的木偶一樣，做著牽線木偶的動作。」

博物館負責CT掃描的研究主管丹尼爾·馬汀·維加（Daniel Martín-Vega）博士稱，現代成像工具能夠徹底改變我們對寄生蟲與宿主體交互過程的重要認知信息。目前我們首次在螞蟻大腦中觀察到寄生蟲感染，並證實螞蟻大腦中最多存在著3隻寄生蟲。

此前研究報告稱螞蟻大腦中存在不止一隻寄生蟲。這項最新研究表明，在多隻寄生蟲感染下，僅有一隻能夠真實接觸螞蟻大腦組織。觀察圖像顯示，寄生蟲通過一個吸管結構主動控制螞蟻。

維加博士強調稱，這項研究表明寄生蟲學微CT掃描的潛在應用。這對於研究和教育都非常有用，因為它提供了直接觀察寄生蟲與宿主體組織相互作用的重要線索。