Temnothorax nylanderi 是一种不起眼的蚂蚁,主要分布在欧洲,它们在树皮、腐烂的树枝和其他木质、隐蔽的地方筑巢。这种微小的棕色节肢动物过着安静的生活,喜欢阴凉和庇护,避开啄木鸟的啄食。
然而,尽管生活如此平静,T. nylanderi 却面临着一种奇怪而陌生的威胁,即一种寄生虫,这种寄生虫会将它们的成员变成黄色、久坐不动的大傻瓜。这些受损的个体呆在巢里,无所事事,违背了作为一只蚂蚁的意义。
蚂蚁与寄生虫
这究竟是如何发生的?一篇新发布在 bioRxiv 预印本服务器上的论文得出结论,寄生虫向蚂蚁体内注入了新的蛋白质,这些蛋白质似乎改变了它们的身体功能。最值得注意的是,这些蛋白质使蚂蚁的寿命延长了好几倍(确切数字尚未确定)。受感染的蚂蚁甚至可能活得和蚁后一样久,蚁后寿命可达 20 年。
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像大多数寄生虫一样,Anomotaenia brevis 寄生虫希望宿主能够生存并保持相对健康,以便寄生虫能够完成其正常的生命周期并产生下一代的卵。在这种情况下,这意味着要让蚂蚁活足够长的时间,以便被啄木鸟吃掉,而寄生虫似乎会促进这一过程。当鸟儿最终出现时,受感染的蚂蚁逃跑的可能性较小,这使它们很容易成为猎物。
一旦进入啄木鸟体内,A. brevis 的幼虫就会发育成绦虫,成为它们完整的成年形态。
寄生虫是如何感染蚂蚁群落的?
T. nylanderi 蚂蚁群落会在不知情的情况下感染自己,因为它们的成员会将带有虫卵的啄木鸟粪便作为食物来源带回巢穴。在蚂蚁幼虫吞食后,虫卵会在它们体内孵化成幼虫,然后穿过它们的肠道进入它们的血淋巴(或昆虫血液)。
成年后,受感染蚂蚁的外骨骼变得柔软发黄,它们变得无精打采,并消耗了幼虫的资源。蚁群中的其他蚂蚁会让情况变得更糟,因为它们会喂养和梳理受感染的蚂蚁,这给蚁群带来了压力,甚至缩短了其他蚂蚁的预期寿命。
“有人可能会争辩说,在个体层面,感染是有益的,”该论文说。“然而,整个蚁群都 suffering。”
新研究发现了什么?
在新研究中,研究人员在德国的一片森林中发现了几个 T. nylanderi 蚂蚁群落,并将它们带到实验室,并提供水和蜂蜜的混合物。
当研究人员对受感染的血淋巴进行采样时,他们发现了两种寄生虫产生的抗氧化剂,这些抗氧化剂似乎有助于宿主存活多年。蚂蚁的体内充满了幼虫产生的蛋白质,占血淋巴中蛋白质的 7%。由于研究人员只能确定 15 种最主要的蛋白质中的一种(一种抗氧化分子),因此这种混合物在很大程度上难以归类。
研究人员还寻找了在抑制蚂蚁免疫系统中起作用的蛋白质,而蚂蚁的免疫系统似乎对这些幼虫无动于衷。他们发现了一种蛋白质,似乎在“伪装”幼虫方面发挥了作用,使得蚂蚁的免疫系统将它们视为良性的。
是什么导致蚂蚁放弃工作?
当研究人员考察了蚂蚁自身的蛋白质时,研究发现了更多令人惊讶的结果,这些蛋白质受到了某种影响,无论是寄生虫的影响还是蚂蚁自身的自然过程。与未受感染的蚂蚁相比,受感染蚂蚁中促进育雏护理和筑巢行为的分子含量高出 18 倍。
“这种蛋白质丰度的增加可能解释了受感染个体偏爱待在育雏附近,尽管它们表现出的育雏护理行为很少,”该论文说。
一项2019 年的研究发现,如果蚁后被从蚁群中移除,受感染的蚂蚁也会迅速发育卵巢。
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