一块距今4800万年的叶子化石

在一块距今4800万年的叶子化石上，科学家发现了类似现在被真菌寄生的“蚂蚁僵尸”的特殊咬痕。

　　当你玩《植物大战僵尸》游戏的时候可曾想到，在远古时代，一场“真菌大战僵尸”的战斗就已经打响了？很多人都知道，“冬虫夏草”就是一种被真菌寄生的虫子，其实，拥有类似行为的真菌有很多。蚂蚁就是很重要的寄生对象。近期发表在《生物学通信》（Biology Letters）的一篇文章称，通过对化石的分析，科学家发现在远古真菌已经能对蚂蚁进行“行为控制”。

　　远古化石展示“僵尸咬痕”

　　这篇论文的作者是英国埃克塞顿大学的休斯（David P Hughes）博士领导的小组。他们在德国莱茵河谷发现的一件树叶化石上发现了29个咬痕，表明至少有7只蚂蚁狠狠地咬过它。蚂蚁为什么要咬叶子？休斯的小组认为，这是因为蚂蚁被真菌变成了“僵尸”。

　　如今生活在亚洲森林里的偏侧蛇虫草菌（Ophiocordyceps unilateralis）就可以控制莱氏屈背蚁（Camponotus leonardi）的行为。当蚂蚁感染了这种真菌，就会离开蚁穴，在附近的树林地上找一片树叶，紧紧咬住它的叶脉，然后死去，为真菌生长创造完美的环境。休斯表示，只有被真菌感染的蚂蚁才会如此行动，它们的咬痕非常独特。莱氏屈背蚁的咬痕和德国化石上的咬痕如出一辙。

　　休斯小组的论文来得正是时候，去年，也有科学家发表了一篇关于偏侧蛇虫草菌的论文，并引起广泛关注。这篇文章发表在2009年9月号的《美国自然学家》（The American Naturalist）上，说明了真菌寄生和蚂蚁行为的关系。这篇论文的作者是丹麦哥本哈根社会演化研究中心安德森（Sandra Andersen）领导的小组。

　　这篇论文说，如果只是利用蚂蚁的身体，真菌不必如此大费周章。它的真正“目的”在于，让蚂蚁做搬运工，把自己运到适合生长的地方。所以，它们控制了蚂蚁的大脑，让它找到森林地面的落叶，这样的环境正适合真菌生长。

　　当蚂蚁感染上这种真菌，它们会爬下生活的树，进行作者所称的“死亡之抓”的行为。论文写道，根据在泰国考冲（Khao Chong）自然保护区的观察，所有受感染的屈背蚁都会咬住叶子的背面，98%会咬住叶脉，之后咬住叶子的背面，因为这里避光，而且叶脉凸起，容易咬住。

　　事实上，大多数受感染的屈背蚁都会出现以下几种行为：到达树木的北侧，此侧晒不到太阳；咬住离地面大约25厘米高的叶子；选择温度在20℃到30℃之间，湿度在94%到95%之间的地点。

　　操纵“僵尸”只为自己繁殖

　　为了证明选择这样的地点对真菌的重要性，研究者们找到了几十只感染的蚂蚁，一部分留在真菌让它们去的地方，另一部分挪至周围的其他位置，结果在前一类地点，真菌都生长良好，而被挪动过的真菌都没有长出来。

　　当蚂蚁死后，真菌开始从蚂蚁身体里长出菌丝。在几天时间里，菌丝会从蚂蚁的外骨骼中冒出来，而且每次都是从它脑后的特定位置冒出来。在一周时间里，真菌会长到蚂蚁体长的大约两倍，并开始有性生殖。同时，蚂蚁的外骨骼发生了变化，为真菌提供了更好的保护，而真菌处在蚂蚁身体内部的部位开始功能分化。当真菌开始释放孢子，它就造就了一个“僵尸地带”，在蚂蚁身体下面形成一个面积达1平方米的感染区。路过这里的其他莱氏屈背蚁都会感染上致命的真菌。之所以真菌操纵蚂蚁死在离地25厘米左右高的位置上，正是为了创造这样的“僵尸地带”。

　　《美国自然学家》上的论文还说，屈背蚁属的其他品种也会被偏侧蛇虫草菌感染，但它们的行为都不如莱氏屈背蚁理想。这说明生物的寄生行为是非常特化的，往往只针对一种寄主。

　　未参与这项研究的寄生生物专家莱瑞（Adward Levri）说：“我没法想出比这个更好地说明生物适应性行为是怎么回事的例子了……它说明这种寄生需要寄主有多重的行为，或许它有多重控制机质。”

　　最近在德国发现的叶子化石正是第一次发现“僵尸蚂蚁”的化石证据，这个发现对研究寄生物控制寄主的演化史有着重要的意义。

　　休斯说：“有好几种‘分子钟’技术，都可以让我们知道生物行为是何时、在哪里产生的，而化石是‘校准’分子钟的很好方法。”“分子时钟”最常用的方法是检验一种生物和类似生物的基因差别，以确定它演化的时间跨度；而化石的年代可以用放射性同位素法精确测定，所以说它可以“校准”分子时钟。现在我们已经知道，这块化石形成于4800万年前，所以，“真菌大战僵尸”的故事至少已经上演了近5000万年了。

　　【链接】

　　冬虫夏草也是“僵尸”

　　“僵尸蚂蚁”被真菌感染，从而被真菌控制，有了古怪的行为。其实，有一种“僵尸”更为中国人所知，它就是冬虫夏草。

　　从科学上来看，“冬虫夏草”就是蝙蝠蛾幼虫被虫草菌（Cordyceps sinensis）感染，死后其尸体、组织与菌丝结成坚硬的假菌核。其在冬季低温干燥土壤内保持虫形不变达数月之久（冬虫），待夏季温湿适宜时从菌核长出棒状子实体（子囊座）并露出地面（夏草）。

　　蝙蝠蛾的幼虫生活在地下，而虫草菌的孢子会经过水而渗透到地下，专门感染它们。虫草菌也会控制蝙蝠蛾幼虫的行为，受真菌感染的幼虫，逐渐蠕动到距地表两三厘米的地方，头上尾下而死。和“僵尸蚂蚁”的情况不同，蝙蝠蛾幼虫不止起到“搬运工”的作用，它的身体也是虫草菌主要的营养来源。

　　冬虫夏草被认为是重要的补药。不过，自然界中昆虫被真菌寄生的情况很常见。武警总医院肿瘤生物治疗科主任纪小龙曾经分析过它们的成分，发现青海的冬虫夏草含有虫草酸、碳水化合物、脂肪、蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素B12、麦角脂醇、六碳糖醇、生物碱等等，并没有什么稀有成分。还有一些科学界人士指出，采集野生冬虫夏草的行为给很多地方的植被带来了毁灭性的破坏。

　　编译/本报记者 刘铮

　　本版图片均为资料图片