寄生獸裡的寄生蟲學:寄生蟲與宿主互動 - 泛科學
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... 之又少,畢竟寄生蟲雖然住在宿主身上,但終究是涇渭分明的兩個生物個體,寄生蟲在寄生之後把自己身體簡單化或部份融入宿主身體部位的例子不是沒有(例如下圖的寄生 ...
000文字分享友善列印繁|简000動物世界專欄泛科授權1.0泛科授權2.0自然生態寄生獸裡的寄生蟲學:寄生蟲與宿主互動YTLai・2015/05/17・4051字・閱讀時間約8分鐘・SR值466・五年級+追蹤相關標籤:宿主宿主部位取代寄生獸寄生生物學寄生蟲幼蟲移行行為操弄熱門標籤:大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間是的,寄生獸電影的完結篇都要上映了,關於寄生獸的寄生生物學也該告個段落收尾了。
之前兩篇文章,談到的分別是寄生獸的生活史跟宿主以及感染生態學兩面向。
這一次,我們從寄生蟲跟宿主互動的角度,來仔細瞧瞧寄生獸感染宿主之後在宿主體內發生的事情。
(本篇可惜還是不由講談社或東立出版社贊助)如同第一篇寄生獸的文章所提到的,寄生蟲通常是有宿主專一性的,就算不是專一到屬或種,多半也是專一在某個類群。
更進一步的說,寄生蟲既然要奪取宿主的資源,大張旗鼓的跟寄主硬碰硬恐怕只會弄得玉石俱焚,多半討不了好。
所以,寄生蟲們相對於宿主,絕大多數都是體型上小得多,這樣才方便悄悄的待在宿主身上行五鬼搬運蠶食鯨吞之法。
而既然不是像鬼魂附身一樣侵佔整個宿主身體,那麼寄生蟲要待在宿主身上的什麼部位其實也是有所選擇的。
好比說跳蚤這樣的體外寄生蟲好了,其宿主的尺寸如牛羊家畜與跳蚤相比何止九牛與一毛,但是跳蚤在宿主身上並不是隨處都好,而是有著明顯的身體部位偏好。
這樣的偏好有可能是取決於跳蚤自身(例如該處的宿主皮膚較薄、毛髮較濃密、微血管分佈較淺等),或者是受到宿主抓搔理毛行為干擾的結果(例如該身體部位比較宿主理毛理不到)。
跳蚤在宿主貓身上的分佈數量是有明顯差異的:將近一半的跳蚤集中在頭頸部(A),尤其以頸部(a2)為甚,而通常只有兩成的跳蚤會待在腹面(C),更只有不到一成的跳蚤會待在腿部和尾部。
(出處)體外寄生蟲都有身體部位的偏好了,體內寄生蟲當然也如是,同樣有宿主部位專一性。
又既然宿主相對寄生蟲來說這麼龐大,要從寄生蟲進入的位置移動到目的地,總是要花上一番功夫。
簡單一點的做法是利用宿主本身的循環系統搭順風車到目的地去,辛苦一點則是寄生蟲得自己主動找路找孔走現成管道過去,或甚至得要披荊斬棘在宿主的組織裡一路殺出一條通道。
然而,既然我們現在有了GPS都還是可能會迷路,無論是搭順風車、主動找路或是自己開路,在宿主體內移行的寄生蟲當然也難免迷途或受到阻礙。
不過,萬一迷了途走錯路,寄生蟲大概就很難有機會回到正確的目的地,又受限於本身的發育進程,走錯路的寄生蟲大概就只能在錯誤的宿主部位徒呼負負,就算僥倖沒有被宿主的免疫系統攻擊而夭折,大概也就只能發育停滯空餘恨或是被宿主排除了。
蛔蟲的生活史,注意其在人體中的移動路程以寄生在消化道裡頭的蛔蟲為例,成蟲蛔蟲絕大多數住在空腸段,排出來的卵跟著宿主糞便到體外,卵中的胚胎發育成具有感染力的二齡幼蟲如果又有幸被宿主吃下肚裡,則在小腸段孵化並穿透腸壁,順著宿主的循環系統搭順風車移動到肺部,然後穿出血管住在肺泡裡。
等到幼蟲發育成熟後,就會主動的爬出肺部上到氣管,然後在咽喉處引起一陣輕咳,再順勢被吞回消化道,經過胃部回到小腸。
在這個生活史的旅途中,搭順風車的蛔蟲幼蟲有可能下錯站,該在肺部下車卻到了腎臟或腦部下車,於是也就只能在不適合的宿主部位等死,並且在死前把宿主的身體搞得一團糟,視下錯車的部位導致腎衰竭、腦炎、癲癇或製造一些嚴重免疫反應之類。
相較之下,主動移動的成熟蛔蟲跑錯路線,頂多也只是從宿主的口鼻部被打噴嚏或咳出來而已,倒是對宿主沒有太多傷害,只是製造很噁的回憶而已。
回頭來看寄生獸,雖然如上一篇寄生獸文章所觀察描述的,寄生獸是由現成孔洞(例如耳朵)進入宿主體內,而且一路向上的進入宿主腦袋然後控制宿主。
也就是說,寄生獸的幼蟲除了在現成管道裡主動移動之外,也得要有一段披荊斬棘分筋錯骨的路程,才能進到目的地腦袋裡。
雖然說口鼻耳孔進入管道之後距離腦袋很近,但腦袋畢竟還是有頭骨密密保護著的,而且你看這寄生獸幼蟲這麼大一條,就算它們超級伸縮自在,穿過頭骨的時候應該還是「很有感覺」。
畢竟,小小的一般寄生蟲在皮下造成的幼蟲移行症(larvamigrans)就已經很不舒服了,更何況是那麼大隻的寄生獸幼蟲穿過腦殼呢是不是。
幼蟲皮下移行症不過,就跟一般寄生蟲一樣,寄生獸入侵宿主的過程也不一定是都那麼順利的。
就好像寄生獸的主角米奇一樣,如果沒辦法從口鼻耳孔進入宿主,寄生獸也是可以硬著頭皮從其他地方入侵,然後一路走皮下向頭部移動。
一般來說,寄生蟲通常沒有這麼大的本事能夠轉換入侵路徑,但大概是因為寄生獸的入侵方式結合了自然孔道入侵和組織間移行吧,所以當沒有自然孔道可走的時候也就直接走組織間移行的路線了。
而這沿著皮下移行的景象,除了類似於剛剛提過的皮下幼蟲移行症之外,其實更像是麥地那龍線蟲(Dracunulusmedinensis)在皮膚底下移行的感覺…在皮下移行的寄生獸幼蟲 (想知道麥地那龍線蟲並且不怕蟲蟲上身的噁心感請參閱維基百科,生活史示意,還有播放下面的影片)為了避免跟宿主一起死掉而屈居非目標部位以拯救宿主的寄生獸總之,走錯路的寄生蟲一般來說就是死路一條,但這寄生獸顯然比較特別一點。
雖然說寄生獸主要侵佔的部位是腦部(或該說是整個頭部?),但是萬一不得已,也是可以屈居其他宿主部位的,好比說主角新一的右手,或是另一個人類宿主的下巴頸胸部位。
這一點,寄生獸就比現實生活中的寄生蟲彈性得多。
而且屈居非目標部位的理由,居然還可以是因為宿主即將死去,所以先與宿主融合以拯救宿主?是啦,寄生蟲跟宿主其實是命運共同體,真的要長治久安的話,寄生蟲的確是該讓宿主好好活著,這樣才能有源源不絕的資源可供剝削。
但在自然界中,信手拈來也是有一狗票的寄生蟲,當它們為了完成生活史的時候就會操縱宿主去自殺(例如第一篇文章提到的弓漿蟲操縱老鼠、絛蟲操縱蝸牛、或是底下的兩個影片),完全不留情的啊。
說到底,蟲不為己天誅地滅,宿主不過是寄生蟲的資源罷了,一切還是以寄生蟲的福利為依歸,而像寄生獸這樣神通廣大考慮到未來又有能力拯救宿主於溺水的寄生蟲,還真的沒見過哪。
但話說回來,寄生獸雖然能力強大,但要是遇上解決不了的宿主的傷害(好比說車禍重傷或宿主體內有毒素入侵)時,寄生獸還是會拋下宿主另覓生路的。
這一點,寄生獸又跟寄生蟲沒啥兩樣。
就好像,當一隻有鐵線蟲寄生體內的蟋蟀不幸被捕食者吃掉的時候,這鐵線蟲並不是「跟宿主一起共存亡」或什麼「寄宿同心其力斷金」,而是自顧性命能跑就跑。
於是,出現「蛙口脫逃」或「魚鰓脫逃」這樣的場面,其實也就不難理解了。
(台灣的鐵線蟲學者寫的鐵線蟲介紹)最後,負責解剖和分析寄生獸的醫師由井是這樣描述的:寄生獸的細胞本質跟人類非常相似,但是特點在於他們像是「會思考的肌肉」,於是能瞬間變成橡膠般柔軟、有彈性或鋼鐵般堅硬、鋒利。
這樣的敘述讓我想到黏菌,但黏菌並沒有那麼大的本事可以隨心所欲變化材質特性,頂多只有從隨意變形的變形體轉成有固定形狀的子實體罷。
不過既然這變形體看來軟趴趴而子實體又要有固定形狀想來也是稍有硬度,或許黏菌的這個特質也是寄生獸作者取材的對象吧。
但重點是,黏菌不是寄生蟲啊,黏菌不是寄生蟲啊,黏菌不是寄生蟲啊啊啊啊啊。
(為什麼要講三次大家應該都知道了)取代宿主部位的寄生獸X光顯示整個宿主的頭部都被寄生獸代替掉了文章寫到這裡,最後一個寄生獸的奧妙之處,其實是在於「宿主部位取代」這件事情。
雖然漫畫裡說寄生獸主要是入侵腦部,但精確一點來看,其實應該是『取代宿主頭部』才對。
不管是從寄生獸在宿主之間轉換時要砍掉新宿主的肢體部位,或是後來軍方要消滅寄生獸時以X光掃描可疑群眾的畫面,其實都明示了寄生獸根本不是「侵佔」宿主身體部位而已,而是整個把宿主的部位消化掉並且取而代之。
這一點,在寄生蟲案例上幾乎是少之又少,畢竟寄生蟲雖然住在宿主身上,但終究是涇渭分明的兩個生物個體,寄生蟲在寄生之後把自己身體簡單化或部份融入宿主身體部位的例子不是沒有(例如下圖的寄生橈腳類),但要越俎代庖的「變成」宿主身體部位的模樣還要執行正常功能(寄生獸變成的頭部是可以吃喝視聽嗅外加操控整個宿主身體的啊),那還真的是幾乎沒有。
雌性寄生橈腳類的型態變化寄生後超級變形的寄生橈腳類雌性,以及根本就是雌性的寄生蟲的雄性是的,幾乎沒有,但還是有。
生物的奧妙之處,就在於總是有各種古怪的案例可供作者取材。
要說寄生蟲「取代」了宿主的身體部位而且還執行功能,那就一定要看縮頭魚虱這種「目前已知唯一完全取代宿主器官的寄生方式」的寄生等足目了。
縮頭魚虱(Cymothoaexigua)有一票的近親種,大家都是魚體上或口腔內的寄生蟲,但不知為何,就只有縮頭魚虱演化成這樣,不但進駐了宿主魚的口腔,巴住了宿主的舌頭吸血,讓宿主的舌頭萎縮掉,居然還佛心來著的就抓在原本舌頭的位置上,取代了舌頭的功能?!各位不覺得這有點像是小偷進了家門,搜刮財物之餘居然還幫你整理家務照顧房子一樣,搞到後來都不知道誰是屋主,還有該不該感謝對方了……瞧瞧這縮頭魚虱那尖尖的爪子,詭異的取代宿主部位的習性,我真的覺得寄生獸應該有從中得到靈感吧?你說是嗎?(寄生獸全系列文章完,謝謝收看,我們後會有期。
)發表意見文章難易度剛好太難所有討論
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所以,為了解開鼻蛭依然不為人知的祕密,這樣自願成為鼻蛭宿主的自體實驗,我前前後後做了不只一次,而是三次。
(然後發表了一篇paper,徹底的是個瘋狂科學家無誤)(編按:無限期支持本篇作者參加搞笑諾貝爾獎)是的,我前前後後總共被三隻鼻蛭幼體寄生過,左右鼻孔都不得倖免。
第一次實驗的我,在鼻蛭寄生後的第49天就不耐煩擾而把牠手動拉了出來。
一回生二回熟,第二次實驗時哪怕鼻蛭再怎麼擾人,我還是忍住動手干預或中斷寄生階段的衝動,終於在寄生後第75天等到鼻蛭自願離開,讓鼻蛭在我的體內自然完成了整個寄生階段。
第二次實驗的鼻蛭入厝影片,注意這次進入的是右鼻孔,而第一次實驗的鼻蛭進入的是左鼻孔至於第三次實驗,我本來也打算讓鼻蛭住到功德圓滿自行離開,但人算不如天算,那隻鼻蛭在第15天的時候被我打噴嚏時意外打了出來,馬上塞回去另一個鼻孔以後,偏偏又在第24天左右被我打噴嚏或擤鼻涕弄出來好幾次。
考量到一直把鼻蛭放回鼻腔裡也不是辦法,而且自然狀況下這樣被宿主排除的鼻蛭也幾乎不可能重回宿主體內,我只好在寄生後第24天中止實驗。
__________「你等等就會看到鼻蛭喔」分隔線__________ 第三次實驗的寄生後第24天被擤出來的鼻蛭(作者提供)所以,既然我前後總共被三隻鼻蛭幼體寄生了三次,我很可能是這個世界上前後被鼻蛭寄生最多次的人,整個經驗豐富。
不過,我不敢保證我是被最多鼻蛭寄生過的人,因為根據我的經驗,鼻蛭幼體經常成群出現,所以過去有些病例是一次被一隻以上的鼻蛭寄生,完全就是禍不單行。
至於被鼻蛭寄生的累計天數方面,我被寄生的天數有將近150天、約合五個月,或許也可能是世界上前幾名,而且要是我哪天又幸運找到鼻蛭幼體,我也一定會再次肩負宿主的責任,繼續重複這樣的自體實驗,所以這個數字也可能再增加。
既然我在擔任鼻蛭宿主的經驗卓著,接下來就讓我們根據實驗記錄和數據,解答一般人對鼻蛭的常見問題。
鼻蛭是唯一一種寄生在鼻子裡的蛭類嗎?對耳鼻喉科醫師和獸醫師來說,這應該是一個重要的問題。
像鼻蛭這樣會寄生在哺乳類宿主體內黏膜上的蛭類,全世界約有十餘種,目前已知都屬於寄生蛭科(Praobdellidae),而且主要分佈在亞洲熱帶與亞熱帶區域、歐洲地中海區域、非洲地中海區域與東非、以及中南美洲熱帶區域。
在台灣,已知屬於寄生蛭科蛭類的只有鼻蛭(Dinobdellaferox)這一種,所以如果在耳鼻喉科或獸醫診間看到患者或患畜的上呼吸道中有蛭類寄生吸血,幾乎可以保證就是鼻蛭作祟。
另外,鼻蛭除了寄生在人畜的鼻腔、口腔和呼吸道之外,也曾發現寄生在眼球周圍、肛門、陰道和尿道裡頭,畢竟這些孔窩管道都是由黏膜覆蓋,鼻蛭幼體運氣不好無法進入宿主口鼻,無魚蝦也好改從下方進去這些管道附著在黏膜上吸血也是可以的。
20090815中國時報C2版值得提醒的是,除了鼻蛭這樣的寄生蛭科種類以外,其他的蛭類幾乎都不會在人畜的體內管道黏膜上吸血寄生。
意思就是說,請不要把所有蛭類一概而論,看到水蛭螞蟥出沒就擔心牠們鑽口鼻寄生,在台灣只有鼻蛭這一種有這等能耐,其他的吸血蛭類是不這樣行事的,更別提會吸哺乳類乃至人類血液的蛭類只是少數而已了。
鼻蛭寄生期間到底在幹嘛啊?鼻蛭是寄生蛭科當中寄生案例報告最多、研究也最多的種類,但即使如此,先前對鼻蛭的了解也僅止於鼻蛭寄生前和寄生後的自由生活階段,「寄生時」的鼻蛭到底在做什麼其實是一無所知。
因此,藉著被鼻蛭寄生的自體實驗再加上有系統的記錄,就有機會揭開鼻蛭在寄生時期到底在做什麼的祕密。
此外,雖然過去諸多鼻蛭寄生病例報告和回顧中,已經彙整出宿主被鼻蛭寄生後的各項症狀,但這些症狀的發生時期、頻率與強度也還是處於五里霧中沒人清楚。
以「流鼻血」這個被鼻蛭寄生之後最常出現也最明顯的症狀為例,過去我們只知道被寄生的宿主會流鼻血,但是從鼻蛭寄生後哪天開始流鼻血、鼻血會不會一直流到鼻蛭離開宿主、一天會流幾次鼻血、每次流鼻血是否都一樣洶湧等等,這些關於症狀和診斷的重要細節,可能都得靠著這次的自體實驗研究才能回答。
圖為鼻蛭寄生期間,痰中有血(圓形)、鼻涕有血(三角形)、以及流鼻血(方塊)三種症狀每天的發生次數。
從前兩次的實驗中可見,三種出血相關症狀發生次數先升後降,並在寄生時期結束前一陣子就歸零,且出血相關症狀的發生次數高峰與鼻蛭首次探頭日期(上圖垂直參考線)一致從這三次被鼻蛭寄生的自體實驗結果來看,鼻蛭寄生後的確都會造成宿主流鼻血,但並非一開始就造成宿主流鼻血,而是先從輕微的出血症狀如痰和鼻涕中帶血絲,再慢慢發展成鼻涕帶血和流鼻血。
而且這些出血相關症狀的發生次數不斷上升,在鼻蛭首次探頭出來的日子左右達到高峰,而後發生次數轉降直到歸零。
然而,在出血症狀不再發生後,鼻蛭卻還要兩三週左右才會離開宿主。
所以,鼻蛭寄生期間到底在幹嘛呢?過去的文獻只知道牠會不斷的吸血長大,這次自體實驗研究的記錄和觀測結果讓我們更進一步,知道牠除了不斷的吸血長大之外,還會在首次探頭後漸漸減少吸血次數,最後完全禁食,而且要再等兩三週以後才會主動離開宿主。
另外,自從首次探頭以後,鼻蛭就會不斷的探頭出來直到寄生時期結束,尤其是宿主鼻子周圍有水或潑水入鼻孔、還有宿主進入黑暗環境時都會促使鼻蛭探頭出來。
__________「你等等就會看到鼻蛭喔」分隔線__________ 宿主洗臉後狂探頭的鼻蛭(作者提供)最後補充一點,坊間傳言經常提及「寄生在鼻子裡的水蛭若不及早處理可能會在鼻腔中產卵」云云,根本是無稽之談。
因為鼻蛭是雌雄同體異體受精的動物,需要另外一隻個體才能夠交配繁殖。
而且根據本次自體實驗的觀察,好不容易結束寄生階段並主動脫離宿主的鼻蛭個體,生殖孔才堪堪發育而已,又根據文獻記錄,才結束寄生階段的鼻蛭的體內生殖系統也還沒發育完全,怎麼樣都不可能在宿主體內就交配繁殖。
再加上鼻蛭的卵繭需要產在溼泥中,就算宿主的鼻屎多年不除,也不可能肥沃到讓鼻蛭得以產卵的啦。
所以說,寄生階段的鼻蛭吃喝拉撒都來不及了哪還有可能啪啪啪又產卵,大家可以不要再人云亦云自己嚇自己了。
意猶未盡覺得有些疑惑還沒有解答嗎?敬請期待最後兩集!下一集:鼻蛭與我的浪漫七週(五):房客是很煩,但不太傷身體發表意見文章難易度剛好太難所有討論
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他們的發現,從肆虐的寄生蟲口中拯救了億萬人的性命,也讓放牧的家畜得以擺脫寄生蟲的威脅,挽救許多人的身家財產。
獲得諾貝爾獎的殊榮,對他們而言是實至名歸。
但是今天,這篇文章不是要來歌功頌德,而是要來控訴的。
具體的說,是要來控訴威廉坎貝爾和志村健大村智兩位,因為他們研發的阿維菌素,其實有著不容忽視的副作用。
且聽我娓娓道來。
看起來就好威的阿維菌素結構(ccbyWIKI)阿維菌素,好威1975年,大村智在靜岡縣川奈高爾夫球場土壤中發現的新種放射菌中,找到了可麻痺寄生蟲與昆蟲的抗生物質阿維菌素(Avermectin),並且以其為基礎開發出一系列抗寄生蟲藥品如伊維菌素(ivermectin)、Selamectin、由多拉A夢代言的多拉菌素和Abamectin。
阿維菌素系列藥品的作用模式仍未十分了解,但與無脊椎動物特有的開口型麩胺酸鹽氯離子通道(glutamate-gatedchlorideionchannels)、以及無脊椎動物肌肉中γ-胺基丁酸氯離子通道(GABA-activatedchloridechannels)活化之抑制有關。
這些阿維菌素的抑制作用會導致細胞膜對氯離子通透性增加,造成細胞膜過極化,讓寄生蟲肌肉麻痺及死亡[1]。
而且這些專一性受器,出現在線蟲、昆蟲及蛛形綱這類的節肢動物身上,雖然未出現在絛蟲與吸蟲上,但已經足以解決許多惱人的寄生蟲疾病,例如知名的犬心絲蟲防治藥物犬心寶,就是以阿維菌素系列藥品中的伊維菌素為有效成份。
犬心絲蟲塞滿的犬隻心臟,犬心寶可以預防這種慘況(ccbyWIKI)另外,這些開口型配體(ligand-gated)氯離子通道,雖然也部分表現在哺乳動物的中樞神經系統,但它們跟阿維菌素的親和性低,而且受到血腦障壁(blood-brainbarrier)保護。
因此,阿維菌素的功效強大更保有高選擇性的優勢,只要以低濃度就能殺死寄生蟲而不傷及宿主簡直是五洲製藥先研究不傷身體再講求效果的好典範。
所以阿維菌素系列藥品從人類、寵物到家畜通通可以使用,可以口服、注射或局部滴施,自1980年代開始就廣泛展現其威力,拯救了千萬生靈,其中的伊維菌素甚至被列在世界衛生組織基本藥物標準清單裡頭,這是基本醫療制度中最重要的藥物清單,其重要性可見一斑。
BUT,人生總有個BUT,連志村健大村智也沒料到。
ccbySteffiReichertinFlickr從威脅潛伏到屎力覺醒2006年,阿維菌素系列藥品廣泛使用的近三十年後,阿根廷與加拿大學者合作的研究發現,阿維菌素系列藥品中的伊維菌素(Ivermectin)從畜養的牛隻體內隨著糞便排出後,似乎會影響糞便的分解和糞便中的生物多樣性。
他們使用兩群牛群,在實驗組牛群皮下注射了伊維菌素,取施打後1天、3天、7天、14天、和21天拉出來的糞便,接著在各個糞便拉出來後的第1、3、7、14、21、30和60天進行檢驗,測量裡頭的伊維菌素濃度、有機質比例、以及其中的生物群落組成,並且和控制組的牛糞比對。
他們發現,和沒有施打伊維菌素的控制組牛群的牛糞比起來,實驗組施打後1天和3天的牛糞顯然含有更高濃度的伊維菌素,有機質含量也較高,也就是分解速度較慢。
另外,實驗組牛糞中的節肢動物數量和多樣性也較控制組牛糞低,尤其以施打後1天、3天、和7天的牛糞為最,這正好也是牛糞中伊維菌素濃度最高的時候[2]。
簡而言之,上述實驗暗示了伊維菌素可以通過牛隻的代謝,隨著糞便排出進入環境中卻不改變其性質。
同時期的其他研究也發現,伊維菌素在哺乳動物體內不怎麼會被代謝,因此有六成到幾乎全部的伊維菌素可能會在性質毫無改變的狀況下直接隨著糞便排出[3]。
伊維菌素在家畜體內殺得了寄生蟲,那麼性質不變而排出體外之後當然也保有其功效,甚至長達一個月有效。
既然伊維菌素能夠影響昆蟲和蛛形綱寄生蟲,那麼環境中的非寄生性昆蟲和蛛形綱等節肢動物們也一樣得遭殃了。
這其中,就以氣喘吁吁整天推著大便跑來跑去的糞金龜為最。
ccbyValerieHinojosainFlickr我不殺伯仁,伯仁因我而死糞便裡的動物群落之中,糞金龜因為多樣性高、數量多、個體重量通常又比其他食糞動物高、而且處理糞便的功能性強,因此重要性數一數二。
於是,有好些研究便試圖了解糞便中的伊維菌素對糞金龜會有什麼樣的影響。
研究顯示,糞金龜的幼蟲對於伊維菌素比較敏感,而成蟲則「可能」沒有任何影響。
但說歸說,還是有研究發現糞金龜成蟲羽化時可能會因為伊維菌素的影響而死亡,雌蟲產卵的過程也會改變。
於是一不做二不休,今年(2015)十一月由西班牙和法國科學家組成的團隊剛發表一篇最新研究,便直接測量在牛糞中殘留的低劑量伊維菌素下,糞金龜會有什麼樣的生理和行為上的改變[3]。
展開觸角嗅聞屎味、前腳上鋸齒清楚可見的糞金龜(ccbyGregSchechterinFlickr)他們的研究結果顯示,即使每公斤濕牛糞中只有1微克(1/1000000克)的伊維菌素,糞金龜還是受到極大的影響:糞金龜用來嗅聞糞便氣味的觸角神經活動會變得遲鈍、用來切割雕塑糞便讓蝙蝠俠奉為典範的鋸齒狀前腳肌肉會變得無力、尋找美味糞便的覓食行為也不再精準迅速而得要花上更久時間。
整體而言糞金龜變得遲緩又短命,簡直整組壞光光。
而一般放牧牛隻拉出的每公斤濕牛糞裡頭,殘留的伊維菌素在三天後至少都還有100微克以上,甚至高達300微克之多。
整整是糞金龜會受到影響的濃度(1微克)的百倍!於是長久下來,一如今年這篇研究所觀察到的,伊維菌素施打區域的牛糞分解速度整整慢了30%,這可能就是三十年來糞金龜族群不斷的衰弱的結果。
這不但意味著每年每公頃有將近350公斤的糞便因為缺少糞金龜而留在地面上,弱化了牧場的品質,讓草長不出來,也減緩物質循環的速度。
更不用說伊維菌素可能因此進入食物鏈裡頭,繼續影響其他的生物[4]。
志村健大村智和威廉坎貝爾興高采烈的發現阿維菌素時,一定沒有想到會有這樣間接傷害的結果吧。
屎龜已乘黃鶴去,此地空餘黃金囉(ccbyBiteYourBum.ComPhotographyinFlickr)想我不體面卻重要的兄弟們在伊維菌素依然是最有效的寄生蟲用藥,讓人類不得不繼續使用的現實下,糞金龜的前景實在堪慮。
若不盡快制定新的用藥規範,讓伊維菌素在家畜糞便中的殘量低於糞金龜的敏感劑量,糞金龜的多樣性恐怕會走到無法挽回的局面。
但說來諷刺,這也不是人類第一次促成這種窘況了。
印度的白背兀鷲(Gypsbengalensis)原本是印度次大陸最常見的猛禽之一,1990開始其族群突然災難式的重跌95%,現在和另外兩種相近兀鷲一起悽慘地名列嚴重瀕危鳥類名錄之中。
究其原因,居然是因為在人類和家畜身上使用的常見消炎藥待克菲那(DICLOFENAC),當家畜死亡後在體內殘留的待克菲那被撿屍食腐的兀鷲吃下肚,就會造成兀鷲腎衰竭死亡[5]。
白背兀鷲(ccbyWIKI)想想糞金龜也好,兀鷲也好,這些動物既不體面,食性又讓人退避三舍,卻是自然界中非常重要的角色。
當我們努力發明藥物,期望能夠減少人類和身邊動物的病痛之時,似乎變得更光鮮亮麗的美好生活背後的陰影中,那些我們無意間造成的巨大傷害,卻總是這些動物默默承擔。
希望人類真的有能力,還來得及扭轉乾坤。
參考資料:[1]【2015諾貝爾生醫獎特別報導】阿弗麥克素及青蒿素-對抗寄生蟲疾病的革命性治療法。
高瞻平台[ 2015/10/26][2]Environmentalimpactofivermectinexcretedbycattletreatedinautumnondungfaunaanddegradationoffaecesonpasture.Springer[04July2006][3]Lowdosesofivermectincausesensoryandlocomotordisordersindungbeetles.Nature[03March2015][4]Declineindungbeetlepopulationsduetouseofpreventativemedicineforlivestock.Sciencedaily[November6,2015][5]DiclofenacresiduesasthecauseofvulturepopulationdeclineinPakistan. Nature[28January2004]延伸閱讀:高瞻平台諾貝爾生理醫學獎特別報導一高瞻平台諾貝爾生理醫學獎特別報導二高瞻平台諾貝爾生理醫學獎特別報導三發表意見文章難易度剛好太難所有討論
1登入與大家一起討論#1語香2021/08/05回覆請問這一段是有少字嗎?這其中,就以氣喘吁吁整天推著大便跑來跑去的”糞金龜為最”。
YTLai48篇文章・
18位粉絲+追蹤也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著TRENDING熱門討論即時熱門總是覺得睡不好?教你如何一夜順「睡」26小時前豬圈裡的生活-《食品黑手黨》16小時前相輔相成的數學與科學,誰才真的是「科學的起點」?或許,它們都不是最好的答案——《教出科學探究力》16小時前近視是一種疾病!——認識近視及日常保健懶人包210小時前阿茲海默風暴:通訊作者的辯駁與責任62022/08/03你低頭看得到腳趾嗎?從腳趾頭看人類祖先的生存方式——《人從哪裡來:人類六百萬年的演化史》42022/07/24未知死,焉知生?從南美館《亞洲的地獄與幽魂》爭議看信仰的存在危機32022/07/17貓的痛,AI懂?——貓臉疼痛辨識技術32022/07/21RELATED相關文章鼻蛭與我的浪漫七週(四):所以房客住宿期間到底在幹嘛啊?鼻蛭與我的浪漫七週(完):如何避免房客上門?又該怎麼請出門才好?鼻蛭與我的浪漫七週(一):房客入住儀式,以及低調的前兩週觀賞蝦身上長蟲?俗稱蝦蛭、也不盡然是寄生蟲的蛭蚓000文字分享友善列印000寄生獸裡的寄生蟲學:生活史&宿主YTLai・2015/01/05・3976字・閱讀時間約8分鐘・SR值515・六年級+追蹤相關標籤:中間宿主宿主寄生獸寄生生物學寄生蟲最終宿主生活史電影電影中的科學熱門標籤:大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間號稱無法真人化的傳說之作寄生獸上映了。
這一部漫畫/電影既然大剌剌的在名稱上就用了「寄生」兩字,諸多設定裡頭也有不少似曾相識的寄生蟲的影子,那麼就趁著電影的熱潮,讓我們用寄生蟲學的角度來稍微剖析一下寄生獸這種生物吧。
(本篇不由講談社或東立出版社贊助)首先,寄生獸算不算是寄生蟲呢?在生物學上,寄生蟲的定義是「以剝削其他生物個體並且造成損害來獲取自身利益」,既然寄生獸必須要進入人體才能存活,而且進入人體之後還會侵佔身體部位(主要是頭部,但也可以是四肢或其他部位),讓寄主喪失控制權以及正常生理活動,那麼毋庸置疑的當然是寄生蟲。
好~的,既然是寄生蟲,那麼我們通常會先從生活史開始了解。
由於寄生蟲的命運跟宿主息息相關,所以了解寄生蟲在宿主身上做什麼,也就可以得到不少生活史的線索。
漫畫中設定,這寄生獸一開始是以網球大的孢子的樣貌從天而降,當孢子接觸到地面的時候就裂開,蛇或蚯蚓一樣的寄生獸個體(姑且稱之為幼蟲)就從其中爬了出來,並且努力找尋宿主來寄生。
當寄生獸幼蟲侵入宿主,無論是以頭部鑽進宿主的孔道,或是在皮膚上強行開孔之後進入皮下,幼蟲接著都會迅速往腦部前進,以佔領腦部為最終目的,並且控制整個宿主個體。
不過一晚的時間,宿主個體的腦部就會被寄生獸幼蟲融合並且取代,接著這寄生獸就會開始不斷的捕食人類、或跟同類打來打去(然後偶爾成為存在主義的信徒思考一下存在的意義)這樣。
接下來,我們來看看宿主的種類。
說真的,不同種生物之間雖然基本結構大同小異,但細微之處總是有些許不同,而這累積起來的差異,就讓諸多方面都需要精心配合宿主藉此得利的寄生蟲難以大幅度的兼容各種寄主類群。
因此,寄生蟲多少都有宿主專一性,就算不是專一到屬或種(例如蟯蟲只能在人類身上存活),多半也是專一在某個類群(例如寄生在哺乳動物的鉤蟲)。
在故事中,人類顯然是寄生獸宿主的最大宗,但是也曾經出現過一隻成為寄生獸宿主的中型犬,而且活動狀態看起來跟被寄生的人類沒兩樣。
所以,既然屬於食肉目的狗跟屬於靈長目的人都可以被正常寄生,我們姑且推測寄生獸的宿主是哺乳類好了。
到目前為止,我們對寄生獸雖然已經有了基本的了解,但其實有一個關鍵的問題依然存在於寄生獸的生活史當中,那就是我們對寄生獸的生殖方式毫無頭緒。
是的,生命的意義在創造宇宙繼起之生命,寄生蟲剝削宿主讓宿主日子難過,為的也不是天將降大任於斯人也必先苦其心智勞其筋骨餓其體膚而只是自己的生存與繁衍。
如果寄生蟲一生只需要一種宿主就可以成熟繁衍,我們稱之為直接生活史,例如大名鼎鼎的蟯蟲、蛔蟲就是屬於直接生活史的類群。
但是如果像犬心絲蟲這種先後需要兩種宿主(蚊子&狗)的,就屬於間接生活史。
在間接生活史中,讓寄生蟲在其中成熟交配生殖的是最終宿主,其他讓寄生蟲在其中成長的宿主(如犬心絲蟲生活史裡的蚊子)則是中間宿主。
不過,在犬心絲蟲的例子裡,因為蚊子還身兼了「四處散播寄生蟲」的運輸角色,所以蚊子也同時扮演了「媒介」的角色。
從故事裡,我們只知道寄生獸一開始是從網球大的孢子(或許應該叫卵?)裡頭孵化出來,所以它們顯然是屬於卵生。
但是看看它們在人類這第一階段的宿主身上的活動,除了不斷的進食之外,頂多就是同類相互競爭,看不出一丁點的「成熟交配生殖」的行為。
所以我大膽猜測,寄生獸應該屬於間接生活史的類群,人類(或其他哺乳類)應該只是它們的中間寄主,寄生獸僅能在其中進食成長,但是沒有辦法成熟,必須要等到轉移至最終寄主,甚至還得透過不同的中間寄主,才能夠成熟繁衍生出網球大的卵,完成整個生活史。
如果寄生獸如推測的行間接生活史,那除了人類之外需不需要下一個中間宿主,我們實在毫無所悉。
畢竟,寄生獸在故事發生的這兩三年期間除了不斷的吃吃吃之外就是同類競爭打來打去,完全沒有任何長進或變化。
如果人類是中間宿主,那麼照理說寄生獸在人類身上成長到一個地步之後,就會為了繼續進到下一個生活史階段而開始有所作為。
最常見的做法,就是讓中間宿主的型態變得醒目(例如讓蝸牛繽紛奪目的雙盤吸蟲,Leucochloridiumparadoxum)、或行為變得白目(例如讓老鼠愛上貓的貓弓蟲,Toxoplasmagondii),好讓捕食者不得不注目,並且忍不住把花枝招展/亂顫的宿主吃掉,進而成為寄生蟲生活史下一階段的宿主。
▲讓蝸牛繽紛奪目的雙盤吸蟲(Leucochloridiumparadoxum)▲讓老鼠愛上貓的貓弓蟲(Toxoplasmagondii)但是我們看看這些寄生獸寄生的人類宿主,實在看不出有什麼變醒目或變白目的傾向,頂多只是表情變得冷漠單調而已,這也不像是可以招來捕食者或促進寄生獸轉移的表徵,恐怕頂多只會招來其他人類的白眼。
因此,從宿主人類的外表和行為毫無明顯怪異之處,我們只能推測寄生獸的壽命很長、生活史進展緩慢,所以待在人類這個宿主身上兩三年都還沒有打算進入生活史的下一階段的跡象,去感染下一階段的宿主。
甚至,也可能人類根本不是寄生獸的良好宿主。
對寄生蟲來說,有些種類的宿主就像流著奶與蜜的應許之地,在這些宿主身上一定可以順利成長蛻變完成任務,這一類群的宿主因此被稱為專性宿主(Obligatoryhost)。
相對的,也有些種類的宿主就是不太舒適可靠,雖然可以待在其中但不保證能夠順利成長,有可能會卡住進不了生活史的下一階段,因此被稱為兼性宿主(Facultativehost)。
從這個角度看來,人類說不定只是寄生獸的兼性宿主,所以我們在故事中觀察到的寄生獸個體都沒能繼續成長發育成具有感染力、準備好進入生活史下一階段的狀態。
或者更悽慘的,人類不過是寄生獸的終端宿主(Dead-endhost):寄生蟲在這類宿主體內最終就是死路一條,頂多只能苟延殘喘的活著,但沒有辦法進入生活史的下一階段。
你看看,這些寄生獸在人類身上兩三年都毫無長進,甚至主角的寄生獸最後還休眠去了,如果人類是個超棒的專性宿主,寄生獸有必要過得這麼委屈嗎是不是?至於寄生獸的最終宿主到底是哪種生物,故事裡面幾乎沒有任何線索,但明察秋毫的讀者或許可以發現,故事一開始時「網球大的卵從天而降」,其實就是一個與最終宿主相關的蛛絲馬跡。
既然網球大的卵是從天而降,那麼最終宿主或許是中大型鳥類,這樣才能夠在體內容納得了懷孕的寄生獸成體,然後在飛行或遷徙時像鳥大便一樣從天空降下寄生獸卵以四處散播。
畢竟,就好像蛔蟲、鉤蟲、肝吸蟲以及其他族繁不及備載的消化道寄生蟲一樣,把卵跟著最終宿主的糞便一起排出體外,本來就是個常見的寄生蟲卵散播方式。
而且,根據蛛絲馬跡,這網球大的寄生獸卵顯然是在夜裡出現的,因此我們甚至可以推測,寄生獸的最終宿主鳥種可能限縮在會晚上飛行的中大型鳥種,好比說中大型的貓頭鷹,或是晚上高飛遷移的候鳥如信天翁、雁鴨、天鵝、丹頂鶴等。
不過呢,據說寄生獸的作者曾經補充,這些寄生獸孢子是從森林裡面飄出來的。
如果是這樣的話,那麼寄生獸的最終宿主當然就可能是森林裡的生物,而且這網球大的寄生獸孢子既然可以從森林裡飄到城市中,想必一定輕巧。
在我僅有的寄生蟲知識裡,讓蟲卵放水流的寄生蟲隨手就是一堆,但是靠空氣當蟲卵散播媒介的寄生蟲我還真想不到。
所以,或許這寄生獸的最終宿主其實是植物或真菌吧!這樣的話,只要寄生獸讓最終宿主的花或子實體莫名巨大化,就可以產生巨大如網球的寄生獸孢子隨風散播了。
但這樣一來,寄生獸就成了宿主跨越動物界和植物界或真菌界的寄生蟲,其生活史的奧妙、型態上的多變和行為上的震驚程度簡直讓人不可置信,在收藏家和寵物業者的覬覦之下恐怕很快就會被採集一空,成了各大動物園裡的特展或高端水族寵物玩家人手一隻炫富的物種了。
又,既然作者說這寄生獸一開始的階段叫做孢子,那麼順著這個脈絡,說不定暗示著這寄生獸其實本身就是植物或真菌!這就表示,寄生獸在人類身上的這幾年,只不過是生活史當中可以迅速成長茁壯的寄生階段而已,等到營養吸收夠了就可以操控可憐的宿主移動到合適的環境如森林裡,去成熟交配繁殖產生孢子並且向空中噴發。
就好像寄生在螞蟻身上的真菌一樣,當螞蟻被真菌孢子寄生以後,漸漸的就會精神錯亂、行為異常,最後會跑到高處緊緊咬住枝條,讓體內的寄生真菌長出子實體散出孢子,繼續感染下一隻倒楣的螞蟻。
同樣擁有與寄生獸異曲同工的生活史的動物還有鼻蛭(Dinobdellaferox):鼻蛭的幼蟲會在水邊眼巴巴的等著哺乳動物宿主上門,一旦有傻呼呼的狗或貓或人到了水邊埋頭喝水洗臉或開心潑水笑呵呵玩起來追我啊的遊戲,鼻蛭幼蟲就會抓緊機會進入口鼻(或是更不幸的進入陰道或肛門),然後緊緊巴著腔道壁上纖細的黏膜大口吸血並且迅速長大。
但是,鼻蛭在宿主體內並不能交配繁殖,所以必須要在長到一定大小之後,吃乾抹淨拍拍屁股趕緊離開宿主,而且也只有離開宿主以後的自由生活個體才會有發育完整的生殖系統並且得以交配繁殖。
而且鼻蛭還會時不時的從宿主鼻孔探頭出來說嗨,那伸縮自在的身體也跟寄生獸可以任意變形的型態有點類似,水蛭貪婪嗜血啃咬身體的刻板印象也是深植於一般大眾的腦海裡,說不定到頭來寄生獸的作者其實是從鼻蛭感染的新聞得到靈感的……到此,關於寄生獸的生活史和宿主也討論得差不多了。
下一次,我們將要聊聊寄生獸在人類宿主上的感染生態學。
如果你想對寄生獸有更多了解,請至各大漫畫出租店與書局翻閱相關書籍,你也可以鎖定特定電視頻道或到各大影城觀賞相關影片。
謝謝收看,我們下次再會。
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