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蛾子蛋蛋里的毒招: 热度 14 ecoliugy 2017-1-5 16:57; 草蛉及幼虫蚜虱吃虫卵（C为有毒虫卵免予被吃）鸡蛋对于人类或其它任何一种哺乳动物来说都是美食，鸡并没有进化出什么策略，让蛋有毒来抵 “ 坏人类叔叔 ” 的食用。鸡蛋似乎束手无策，然而对于虫子来说，保护卵和蛋，这是保证生命繁衍必须考虑的人生大事。虫子自有高招。化学生态学之父托马斯 · 艾斯纳（ Thomas Eisner ）在 1999 年的时候，发表了一篇很有意思的 PNAS 文章破译了虫卵如何防御天敌的策略。托马斯早期是个化学家，后来又对生物很感兴趣，索性他就把化学和生态、动物行为等结合起来，开创了化学生态学。这个故事非常有意思，据说是托马斯去学术休假的时候，观察发现的，然后他就把它研究并发表出来了。我们来细细给大家说一说这其中的奥妙。草蛉（ Ceraeochrysa cubana ）是很整洁，很雅致的虫子，但它的儿子蚜虱却是个十足的邋遢鬼。蚜虱通常背着一小撮垃圾，一遇到危险就把自己掩藏在垃圾之中。特别是对于它的劲敌小蚂蚁，蚜虱的垃圾生活模式非常有效。蓬头垢面之虫，自然也有其凶残之处。蚜虱是一种非常凶猛的虫子，它拥有一副大牙，会刺穿灯蛾（ Utetheisa ornatrix ）的卵壳，吸食虫卵。要知道蚜虱体格虽小，但对于虫卵来说，蚜虱的大獠牙简直就是重型穿刺坦克。那么虫卵怎么实现自我保护的呢？研究发现，灯蛾的虫卵并非通过加厚蛋壳厚度来保护自己，而是巧妙的利用了化学武器。通过检测，虫卵中竟然含有 “ 有毒物质 ” 生物碱。生物碱种类比较多，如槟榔、罂粟、烟叶、咖啡、茶叶中都含有生物碱。生物碱大多是含 N 的碱性环状结构，具有苦味或其它味道，吃起来很不爽口（或许得把人除外）。灯蛾的幼虫以豆科植物猪屎豆（ Crotalariamu cronata ）的豆子为食。雌蛾把卵产在猪屎豆叶子之上，一次把卵产在一起，数量十多枚或二三十枚不等。灯蛾的卵是草蛉幼虫钟爱的美食，就像人类喜欢吃鸡蛋一样。（在这里我们得庆幸鸡没有进化出这种策略，否则我们就没法吃鸡蛋了）然而，灯蛾的卵里的生物碱含量却是可变的，有的有，有的没有，有时多一点有时候少一点。虫卵里的生物碱含量，就像女儿的嫁妆一样，完全依靠母亲生前到底 “ 苦 ” 来了多少钱，存了多少款（生物碱）。所以也就造成，蚜虱在吃的时候会选择那些好吃的卵，而非有毒的卵。托马斯先抓了一些蚜虱，饿上它两天。饥肠辘辘的蚜虱现在已经能吃 30-40 枚蛋的时候，给它 20 枚一窝的卵，看蚜虱怎么选择。当蚜虱遇到一群虫卵之后，必定兴奋不已，通常是冲上去先咬上一两个尝尝鲜，假如味道不好就会放弃一整窝卵，另寻它蛋去。灯蛾卵中生物碱可以很好的保护虫卵免受蚜虱的破害。猪屎豆，豆子中富含生物碱。虫子幼时若是没获取足够的量，长大后就是单身狗的命了生物碱到底有多重要？打个比方，就好比是上海人的婚房。灯蛾幼虫通过取食猪屎豆，积累豆子中的生物碱毒素。体内积累的生物碱，不仅可以趋避游猎的蜘蛛捕食毛虫；而且等毛虫羽化之后，体内生物碱多的灯蛾，夜晚行路即便撞到蛛网之上，结网的蜘蛛也会立马识别出有毒而把它放走。最要命的是，雌性灯蛾在求偶的时候，会根据雄性灯蛾 “ 练毒 ” 的功力，体内的生物碱量来评价是否该和他交配。若是无毒者，那就只能做单身狗了。若是毒素丰富的雄蛾，那么不仅受雌性青睐，而且会在交配的时候，把毒素作为大礼，在交配的时候通过 “ 精包 ” 传给雌性，以保证老婆和未来产出的卵的安全。光有毒还不行，一窝生几个蛋也是学问当然，虫卵还有一种策略来保护虫卵。那就是一窝虫卵的数量。首先一窝卵数量不能少于 3 个，假如少于 3 个的话，蚜虱在品尝是否有毒的时候，一般都要尝个两三个，这餐前的鉴毒，就会把卵给破坏完掉；蚜虱一般食量在二三十个，那么灯蛾能否一窝产个五六十个卵呢？当然也不行。虫卵除了蚜虱天敌还多着呢。产在一起就好比豪赌，风险太高，要是遇上寄生蜂，那就全军覆没了。所以还是多多少少地好，有的一窝五六个，有的一窝十多个，有的二三十个，总体而言二十来个一窝是最可信的，后代存活率也最高。灯蛾在利用化学武器保护蛋蛋的同时候，也兼顾了产蛋数量均衡了这一策略。双管齐下，方得利于杂草从之间。总而言之，虫子蛋蛋里的学问大着呢。换了个物种，就跟换了武林门派一样，招数或许就完全不同。福寿螺产的卵颜色鲜艳，直接表明老子有毒。谁敢来吃试试。版纳一种跳蛛产卵后，不仅织网盖住，而且长期亲自保护; 10139 次阅读|14 个评论

百年科学蛔虫宴: 热度 18 fs007 2011-10-20 11:31; 寻正在1970年2月初，加拿大蒙特利尔的四个大学生在享受了冬季狂欢的盛宴10天之后，先后进入了大学医院的急诊室。其中三人呼吸困难、脸色青紫。他们有严重的呼吸抑制甚至衰竭，另外一个症状相似，但没有严重到发紫与呼吸困难。最初的诊断为支气管肺炎，然而，抗生素疗法一点作用都不起。在四天后，医生在第一位学生的痰液中发现了一条4毫米长的猪蛔虫幼虫，于是明白了他感染了猪蛔虫，他的症状是由猪蛔虫在体内进行肺迁移造成的。他们随后接受强的松治疗而顺利恢复。图一、痰液中蛔虫幼虫（源：1972年《新英格兰医学杂志》）该事件随后被发现跟一位叫柯安日（Eric Kranz）的寄生虫学研究生有关。柯安日跟他的四位室友因没有按时交房租而发生纠纷，被室友强行踢了出去，他曾扬言会在他们的食品中加蛔虫卵。虽然后来柯安日因为证据不足而被判无罪，此案成为使用寄生虫作为生物武器或者生物恐怖主义的经典案例。这些不幸学生的病案被详细报道在医学界顶尖杂志《新英格兰医学杂志》上。柯安日对室友重复了一次人体实验，科学家为发现蛔虫生活周期反复进行，已经长达一个世纪。蛔虫在人体内只能存活1-2年。当它们死亡，或者丧失活动能力，再也不能维持在肠道内的位置时，它们就被从便中排出来。当它们受到刺激，尤其是有麻醉作用的药品或者食品的刺激时，它们就可能从人的口鼻爬出来。有时它们引起人反胃，也可能被呕吐出来。由于蛔虫普遍感染人群，在某些卫生状况差的人群——这基本上包括了现代科学产生前的所有人——中，其感染率可接近100%，蛔虫是人类寄生虫中最显眼的之一。所有民族医学记载中都有它的身影。蛔虫并不需要中间宿主完成生命周期，自然地你可能以为它应当是现代医学首先解密的寄生虫。然而，它奇怪地要在人体内穿越到肝，再旅行到肺，最后重回胃肠道寄居。它的脏器旅行让相关发现延迟了起码半个世纪，导致了无数的吃蛔虫的实验，以致于让人怀疑寄生虫学家是不是发展出了对胖乎乎的蛔虫的特别胃口。图二、医生就餐记早在18世纪初，科学家就开始解剖蛔虫，发展相关解剖知识。在显微镜的帮助下，发现了蛔虫蛋。在过去，人们相信蛔虫是自发产生的，象其它虫子一样，食物在人的肠道中腐败发霉就产生了。还有人认为母蛔虫怀孕把小蛔虫一只一只地生出来。发现了虫卵，自然人们就想到蛔虫可能是卵生的，然而从科学上进行证实却远比预想的要难。生命自发说越来越受到质疑，在19世纪中叶，科学家开始尝试解密蛔虫。在1855年库肯麦斯特（Küchenmeister ）针对带绦虫进行首次人体实验时，科学家已经发现虫卵可以发展成为幼虫，库肯麦斯特最先把蛔虫卵喂狗，却没有在其肠道中发现任何东西。这可能导致了这位天才的寄生虫病学家放弃了对蛔虫的兴趣。到了1860年，德国一位名叫莫斯勒（F. Mosler）的医生最先吃蛔虫蛋，他失望地发现自己并没有产生蛔虫病。因为肠道寄生虫病在小孩更常见，他接着又用两个小孩实验，开始喂几个虫卵，后来大量地给，都没有产生明确的感染。小孩还产生了前面提到的柯安日的受害者类似的症状。其他的科学家则开始动物实验。法国的戴纹（C.J. Davine）在1861年用牛，1862年用大鼠，德国的卢卡特（R. Leuckart）在1867年用狗、兔子、猫、以及小鼠进行了一系列实验，效果基本上是否定的。这些实验室导致了科学家猜想蛔虫也需要一个中间宿主介导才引起人的感染。在1886年，冯*林斯窦（von Listow）会宣称他找到了中间宿主，是一种白色的小蜈蚣虫。图三、菜园中常见的白色蜈蚣虫，曾被怀疑为蛔虫中间宿主在1868年阿特伯格（Unterberger）证明了哥氏蛔虫卵在鸽子直接发育成成虫，1873年，享利（Henry）则发现狗蛔虫卵在猫直接发育。6年后，意大利的格拉西（B. Grassi）试图一锤定音，一次吞了上百枚虫卵，在22天后他在自己的大便中发现虫卵，宣称蛔虫在人也能直接发育。从他发现虫卵的时间很短上判断，他可能以前就吃了不洁食物。然后需要再等7年，一个名叫开兰竹西欧（Calandruccio）的再尝虫卵，再次地，他失败了。同莫斯勒一样，他也进行了小孩的实验，也失败了。在放弃失验后，小孩吞服虫卵两个月后，他突然发现小孩大便中有大量虫卵，使用打虫药，他从小孩身上收集到143条长虫。他的结果后来为巴西的拿茨（Lutz，1887年）在一个32岁的女性以及德国的爱普斯坦（Epstein，1891年)在3个小孩身上得到了验证。科学家基本上可以结论蛔虫是可以直接传播的，但经常不一致的发现让科学家们大惑不解，蛔虫在人体内究竟是怎么变化的。1916年，英国的斯图尔特（F. Stewart）再重复动物实验，通过仔细的解剖研究，他在大鼠的肺中发现了蛔虫幼虫。次年，他的研究为美国学者证实。斯图尔特的奇怪发现让他重燃中间宿主之说，认为我们是吃了经啮齿动物口水沾染的食物而得病的。基于这一理论，在1818年一个名叫贞夫吉田的日本食蛔英雄走上历史舞台，他吞下了从豚鼠肺中收获的50条约1.7毫米长的蛔虫幼虫。他感染了蛔虫，由进一步的动物实验他认为蛔虫幼虫会钻透肠壁，越过腹腔，再穿膈肌，到达胸腔，然后钻入肺部。为蛔虫生活史加上最后一块拼板的是日本慶応大学的浓野垂，他于1922年狂吞2000只虫卵，然后每天检查自己的痰液。在第三天，他发现了1只幼虫，第四天5只，第五天178只。接着他的肺炎如此严重，无法动弹，也就无法数痰中幼虫了。在50天之后，他进行了打虫治疗，从大便中发现667条还不是很成熟的蛔虫。他还给他不幸的兄弟喂了500只猪蛔虫卵，记录了同样的症状，但既没有从痰中找到幼虫，也没有产生明确的蛔虫感染。图四、为蛔虫生活史做出贡献的浓野垂毕业于中国满洲大学图五、“我是你兄弟，你给我吃寄生虫？” 浓野垂完全蛔虫生活史并没有就此打消科学家对蛔虫的胃口。在蛔虫世界中，人的蛔虫跟猪的蛔虫形态学几乎完全相同。为了验证人是否感染猪蛔虫，潘恩（Payne）在1925年以及高田在1951年都还用志愿者进行实验。李色克（Lysek）则在1961年吃猪蛔虫餐，比较古怪是的，他宣称在大便中找到了成熟的蛔虫。后来人们发现，猪蛔虫跟人蛔虫流行分布大不一样，表明交叉感染可能极少见。正是这种种族特异性让此前的诸多实验困难重重。蛔虫的古怪生活习性让科学家转了不少圈子，它们费时费力在人体进行了脏器旅行，达肝，穿心，入肺，再进入痰液，回到喉头，被人吞下，回到原来的出发点，才决定还是小肠适合居住。在1927年，佛勒波恩（Fulleborn）解释说，人或者猪无非是被当着了中间宿主，而原始的中间宿主已经从历史中消失了。高度的宿主特异性跟此理论有冲突。不必要的脏器旅行损肝伤肺，还使得蛔虫幼虫数量大减，是明显的损人害已的行为，与寄生虫天性也不太符合。上帝仍然保守着他的秘密，但幸运的是，我们不再需要吃蛔虫餐了。图六、百年科学蛔虫宴; 个人分类: 医学普及|8153 次阅读|30 个评论

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