寄生虫星球

第五章 向内的一大步 寄生虫霸权统治下的40亿年2

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生活在蛾的耳朵上的螨虫很好地说明了毒力的作用方式。蛾必须随时对蝙蝠保持警惕,蝙蝠通过回声定位来搜寻蛾。蛾听见蝙蝠发出的超声波信号,会立刻开始躲藏和在空中迂回飞行,以避免受到攻击。假如螨虫长满了蛾的耳朵,里里外外全都不放过,才会有足够的空间来产出大量后代。然而假如它们肆意生长,损坏了蛾用来听声音的纤细毛发,就会导致蛾的那只耳朵失聪。

大自然为这个难题提供了两个解决方案。有些种类的螨虫会生活在任何一只耳朵上,包括内侧和外侧,但只会选择两只耳朵中的一只,给宿主留下足够的听力去避免被吃掉。另一些种类的螨虫会同时寄生两只耳朵,但只生活在外侧上。由于它们放弃了耳朵内侧的宜居环境,因此繁殖的数量比会致聋的螨虫少,蛾际传播也更慢。

为了检验毒力理论,生物学家可以预测寄生虫在现实世界中的表现。中美洲的森林中,有几种线虫寄生在榕小蜂体内。这些蜂是奇特的生物,雌性把卵产在无花果树的花里,然后死去。花长成圆滚滚的果实,蜂卵孵化,幼虫吃无花果。它们长成成年的雄蜂和雌蜂,在果实内**。雌蜂随后离开无花果,寻找其他无花果产卵。离开时它们身上会沾上花粉,发现无花果的花时就会使它受精,从而产生新的子代。

对植物和动物来说,这是一种愉快的共生关系:无花果依靠榕小蜂完成授粉,榕小蜂依靠无花果抚育幼虫。但线虫闯进了这个和谐的场景。有些无花果上长着这种寄生虫,携带受精卵的雌蜂准备离开时,线虫会爬到它身上搭便车。等榕小蜂找到新的无花果时,线虫已经进入它的身体,开始吞吃它的内脏。榕小蜂进入无花果产卵,但寄生虫也在它的身体内产卵。等榕小蜂完成产卵的任务,寄生虫就会杀死它,从它身体里爬出五六只新的线虫。

榕小蜂和线虫作为宿主和寄生虫已经共存了4000多万年,这是一种漫长而可敬的关系。不同种类的榕小蜂有不同的产卵习惯,有些只在没被其他榕小蜂碰过的无花果里产卵,这样它们的后代就可以独享整个无花果了。另一些不介意和其他榕小蜂一起产卵。毒力理论对生活在榕小蜂体内的线虫做出了预测。感染单独产卵的榕小蜂的线虫必须小心处理宿主。假如杀死宿主的速度太快,雌蜂就有可能只产下几颗卵,甚至根本不产卵。线虫在无花果里的后代的潜在宿主就会变少,生存机会随之降低。

对愿意接纳邻居的榕小蜂的寄生虫来说,情况就不一样了。线虫的后代在无花果里孵化后,它们很可能会找到其他榕小蜂来寄生。无论线虫怎么折磨宿主,都不会给后代造成风险,因此你可以猜测这些寄生虫会更加凶残。生物学家爱德华·赫尔花了十几年研究巴拿马的榕小蜂及其寄生虫,对比11个物种的记录后,他发现数据确实符合预测的模式,从而有力地证明了毒力理论[37]。

想要研究毒力的规律,寄生虫学家可以把任何一种寄生生物作为研究对象,无论是螨虫、线虫、真菌、病毒甚至是不良DNA。宿主可以是人类、蝙蝠、蜂或橡树。同样的方程式永远适用。科学家从这个演化角度看待寄生虫时,将寄生虫区隔开的传统壁垒忽然倒塌。是的,它们占据的位置在生命之树的不同分支上,是的,它们各有各极为不同的自生生活的祖先,但那些鸿沟使得它们的相似性反而更加值得注意。达尔文本人就注意到了,不同的系谱有可能各自独立地向着同样的形态演化。蓝鳍金枪鱼和瓶鼻海豚被超过4亿年的趋异演化隔开。然而,尽管海豚的祖先在仅仅5000万年前还形似郊狼,海豚却演化出了水滴状、硬直的身体和形如新月的窄颈胃部,而金枪鱼同样拥有这些特征。生物学家将这样的聚合称为趋同演化,寄生虫是所有生命中趋同现象最显著的群体。自生生活的线虫从土壤进入树根,在那里演化出打开和关闭单个基因的能力,把单个植物细胞变成了舒适的庇护所。线虫的另一个系谱诞生了旋毛虫,这种寄生虫会对哺乳动物肌肉中的细胞做出相同的事情。枪状肝吸虫演化出了一些化学物质,能强迫蚂蚁爬到草叶顶端并把自己固定在那儿。真菌也完成了同样的壮举。想找到枪状肝吸虫和真菌的共同祖先,你必须去10亿年前的海洋中搜寻某种单细胞生物。然而,在如此漫长的时间之后,两者发展出了相同的策略来控制宿主。

毒力法则也建立在趋同演化的基础上,它们有望改变我们对抗疾病的方式[38]。HIV这样的病毒需要像线虫那样在宿主间传播。假如某个HIV病毒株变得更容易传播,就能够更快地在特定宿主体内繁殖(同时给他或她带来更大的伤害)。艾滋病的流行就是这么开始的:在性伙伴更多的群体中,病毒会更快地破坏宿主的免疫系统。引起霍乱的细菌名叫霍乱弧菌(Vibrio cholerae),它通过饮水传播,用引起痢疾的方式离开宿主身体。在饮水经过净化的地方,霍乱弧菌感染新宿主的可能性较低,病征也比较轻。在卫生条件较差的地方,细菌就能承担变得更加恶性的代价了。

寄生虫几十亿年的历史虽然才刚刚浮出水面,但已经向我们表明,退化并不是它的引导力量。寄生虫在演化过程中也许确实失去了一些特征,然而话又说回来,在人类的历史上,我们同样失去了尾巴、体毛和硬壳蛋。兰克斯特惊愕于蟹奴虫在成熟时抛弃体节和附肢的行为。但他本人同样曾在母亲的子宫中发育出鳃裂的痕迹,但随后又在长出肺部时消失,他对此也应该感到厌恶才对。寄生虫进入地球上的第三大栖息地后,它们确实失去了一些旧有的结构,但也演化出了各种各样的适应性,科学家到今天依然在尝试理解它们。

我在美国国家寄生虫收藏馆度过了一天,我和埃里克·霍伯格待在他的办公室里,交谈和搜寻玻片标本,最后我问能不能再回去看看藏品。他说:“没问题,让我给你开门。”我们重新下楼,他打开门锁。房间里已经没人了。唐纳德·波林完成了当天的清理玻片工作,回家去了。我走进去,霍伯格站在门口,说我要什么就喊他,然后把我关在了里面。沉重的大门徐徐关闭,我很不喜欢那种宿命的感觉,现在我和寄生虫一起被关在了这儿。然而等我习惯了和它们共处一室后,这个地方变得利于冥想。这是我能想到的最接近正式寄生虫博物馆的地方,尽管缺少了寄生虫中的许多大类:散落于昆虫学藏品中的寄生蜂和瘿虫,热带医学院收藏的原生动物,某个丹麦藤壶专家保存的蟹奴虫。我心想,总有一天你们会相聚的,那个地方也许会比豚鼠饲养场更加高级。