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能够控制蟑螂的黄蜂

了解宝石黄蜂的毒液如何使蟑螂行为变得迟钝,将其变成“僵尸蟑螂”。

作者:Ed Yong
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周三,我写了一篇关于一种寄生黄蜂的文章,这种黄蜂将毛毛虫变成其幼虫的活体孵化器和僵尸般的保镖。看来这周是黄蜂研究的丰收周;今天,我们将看到这些可怕的父母为养育后代而使用的又一种惊人的策略。

宝石黄蜂令人惊叹的色彩与其可怕的习性形成了鲜明对比。它的幼虫以母亲提供的蟑螂身体为食。当一只雌黄蜂找到一只蟑螂时,它会蜇它两次——一次蜇在蟑螂的腹部,使其前腿麻痹,第二次直接注入大脑。在那里,它注入一种毒液,使蟑螂昏昏欲睡并改变其行为

它并没有完全麻痹,但它行动迟缓,并且不表现出逃离危险的意愿。在这种迷茫的状态下,宝石黄蜂可以抓住蟑螂的触角,像牵着狗一样带着它四处走动。黄蜂将蟑螂带到巢穴,然后将其封闭,并在其腹部产卵。即使幼虫孵化并开始活吃蟑螂,这只不幸的昆虫也不会挣扎或反抗。

现在,以色列本古里安大学的 Ram Gal 和 Frederic Libersat 发现了黄蜂的毒液如何使受害者如此平静但又行动自如且健康——这是一种极其精确的工具,专门降低了蟑螂行走的能力。

震惊与划桨

Gal 和 Libersat 将被蜇的蟑螂放入一个可以进行电击的腔室。对于一只正常的蟑螂来说,足够引起其腿部肌肉抽搐的电击通常足以使其走向安全地带。当蟑螂刚被蜇时,它们的行为与正常情况非常相似,但它们的反应很快就会改变。

一个小时后,需要几乎 5 倍的电压才能让它们快速移动,即使它们的腿部肌肉正常收缩。 4 小时后,电击需要强 10 倍。还需要连续四次电击才能可靠地让它们移动。在实验中,直到 72 小时毒液的作用开始消退,它们的反应才恢复正常。当然,在野外,它们那时可能已经太晚了。

这些结果表明,要让被蜇的蟑螂主动移动,需要付出更多的努力。正如 Gal 和 Libersat 所说,被蜇的蟑螂“在‘做出行走决定’方面存在缺陷”。它们一旦开始移动,就更不容易持续移动。 Gal 和 Libersat 通过将蟑螂放入装满水的圆柱体中来证明这一点,这是一种潜在致命的困境,它们必须在几分钟内逃脱。

通常,蟑螂一入水就开始游泳,并花费大约 90% 的时间试图逃离溺水。虽然绝大多数被蜇的蟑螂也开始游泳,但它们并没有持续太久,每分钟只踢 10 秒钟。不是因为它们更累。当 Gal 和 Libersat 将这些偷懒的蟑螂从圆柱体中取出并翻转过来时,它们会像正常的蟑螂一样,通过踢腿来努力翻身。

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有针对性的武器

被蜇的蟑螂仍然能够自己翻身的事实表明,宝石黄蜂的毒液并未影响它们的整体运动技能。当它们试图翻身时,它们的肌肉活动程度与处于相同困境的正常蟑螂的肌肉活动程度相同。毒液也没有影响蟑螂的飞行能力。当 Gal 和 Libersat 向昆虫背部的风敏感毛发吹气时,它们的翅膀肌肉以正常的强度和频率收缩。

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Gal 和 Libersat 建议,黄蜂的毒液可能影响某些信号化学物质,如章鱼胺和多巴胺,这些化学物质已知会影响昆虫的运动和动机。事实上,该研究小组此前曾表明,可以通过向僵尸蟑螂注射章鱼胺来恢复其活跃行为(见下方的视频)。

无论采用何种方法,黄蜂的毒液显然是一种精确的武器。它不仅仅是随意攻击蟑螂的反应能力或移动能力。相反,它与猎物的神经系统匹配得如此之好,以至于它只影响涉及行走相关的特定神经回路。

参考: Current Biology 10.1016/j.cub.2008.04.076

图片来源:Frederic Libersat 和 Tuan Cao

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