蠕虫是分解者。许多蠕虫通过分解死物——死细菌、死植物、死动物,任何死物——来生存。因此,它们一定习惯了死亡的恶臭。一项新研究表明,并非如此——当死去的生物是另一只蠕虫时则不然。
发表在《当代生物学》上的这项研究指出,秀丽隐杆线虫会对死去的同类散发的气味产生不良反应。这种气味不仅会引起尸体回避的行为反应,还会引起短期生育能力增加和长期适应性及寿命缩短的生理反应。
“秀丽隐杆线虫倾向于避开死亡的同类,”研究作者在研究中指出,蠕虫对死亡的反应包括一系列“厌恶”和“生存”反应。总的来说,这些结果揭示了一种新的信号机制,蠕虫以及其他生物体可能也利用这种机制来探测和响应死亡。
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蠕虫发出并探测死亡信号
秀丽隐杆线虫并非唯一对死亡作出反应的小型生物。例如,蚂蚁和蜜蜂会处理群体中死去的同伴,而果蝇则会避开尸体(并避开那些见过尸体的果蝇)。接触过死亡的果蝇甚至在看到死去的同伴后会更快衰老,并且比那些没有经历过死亡的果蝇寿命更短。
这些动物对死亡反应如此强烈,这是广为人知的事实。因此,当这项新研究的作者注意到秀丽隐杆线虫会扭动身体避开尸体时,他们认为这是一个深入研究死亡信号传递和检测的机会。事实上,虽然许多物种对死亡的反应主要通过视觉介导,但对于没有眼睛、没有视觉的扭动线虫来说,情况并非如此。
密歇根大学的资深研究作者兼生理学家 Matthias Truttmann 在一份新闻稿中说:“我们认为这是一个非常独特的机会,可以深入研究使秀丽隐杆线虫能够检测到死去的同类的机制。”
为了确定秀丽隐杆线虫如何探测死亡,特鲁特曼和他的团队将蠕虫暴露在同类尸体和从这些尸体腐烂细胞中提取的液体中。蠕虫对两者都表现出回避反应,无论其年龄和性别如何,都会离开,这表明尸体和液体带有相似的死亡特征。
这些死亡信号还导致短期生育能力增加,长期适应性下降(表现为摆动速度降低),以及长期寿命缩短。但是,这些死亡信号到底是什么?蠕虫又是如何捕捉到它们的呢?
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发出感官警报
为了找出这些线索可能是什么,研究作者记录了蠕虫在接触尸体和液体时感觉神经元的活动。记录显示,AWB 和 ASH(负责理解嗅觉刺激的两个神经元)在尸体和液体存在时被激活,表明蠕虫正在嗅到死亡的气味。
特鲁特曼在新闻稿中说:“我们识别出的神经元众所周知参与对各种环境线索的行为反应。”
根据研究作者的说法,代谢物AMP和组氨酸可能就是秀丽隐杆线虫识别出的死亡信号。尽管这些代谢物通常存在于活细胞中,但当活细胞死亡和分解时,它们会被释放出来——在这种情况下,会触发秀丽隐杆线虫的行为和生理反应。
“它们还检测到一些通常不会在环境中发现的细胞内代谢物。如果它们存在,则表明细胞已死亡、破裂,并且出现了问题,”特鲁特曼在新闻稿中说。
特鲁特曼说,细胞代谢物也可能在其他生物体中作为死亡信号,因为例如,在人类中,死亡和分解细胞释放的代谢物会引起一个组织的变化,从而影响其他组织。
这种信号是否会在其他生物体中发出警报尚不确定。虽然需要进一步研究以了解细胞代谢物在跨物种检测死亡中的作用,但目前来看,死亡是一个敏感话题,即使对于秀丽隐杆线虫这样的蠕虫来说也是如此。
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《自然通讯》。死去的同类感官感知通过果蝇血清素诱导厌恶线索并调节寿命















