喪屍真菌令健康蒼蠅變「戀屍癖」 增加感染傳播機會

如果在窗台上看到一隻死去的蒼蠅,身上又帶白色粉末,那是一個死亡陷阱。因為牠們死前被真菌蠅蟲黴 (Entomophthora muscae) 入侵,該真菌接管了蒼蠅的大腦,操縱蒼蠅找到其所能找到的最高棲息處,再將孢子噴到空氣中,以感染盡可能多的健康蒼蠅,然後才一命嗚呼,情況熟口熟面似足喪屍蟻。

不過更奇怪的是,雄性蒼蠅會試圖與這些長滿真菌的雌性屍體交配。上月刊於預印期刊 bioRxiv 的研究就發現,蠅蟲黴會通過釋放引誘蒼蠅的化學物質,令牠們變成「戀屍蠅」以增加該真菌的傳播機會。

在這次研究之前,已有團隊觀察到雄性蒼蠅試圖與死於蠅蟲黴感染的雌性家蠅屍體交配;這種行為可能有助於真菌傳播,但學界一直不清楚這種真菌是否以某種方式吸引健康雄性。

在新研究中,哥本哈根大學演化生態學家 Henrik de Fine Licht 的團隊測試了真菌是否將健康的雄性引向屍體。首先,團隊用真菌感染雌性蒼蠅,在牠們死後,團隊將屍體逐隻放在培養皿上。每次,團隊都會在培養皿上加入一隻健康的雄性,並記錄牠是否有接近屍體、在屍體附近停留多長時間,以及牠是否試圖交配。團隊亦以凍死的未感染雌性屍體作對照實驗。

報告顯示,當雌性是死於真菌時,雄性嘗試交配的可能性大約是對照組的 5 倍。有時,劇烈的交配會釋出一大團真菌孢子,更易感染蒼蠅,但其實即使是簡單的接觸也足以感染到雄性。

健康雄性蒼蠅試圖與感染蠅蟲黴死亡的雌性屍體交配。 Credit: Naundrup, A. & et al. (2021).

在另一個實驗中,健康的雄性可以在同一培養皿的兩具雌性屍體之間進行選擇,當然一具是被真菌感染,另一具則沒有。結果顯示,與兩屍體均未感染時相比雄性嘗試更頻繁地交配,但牠們並無「揀擇」。 Naundrup 當時懷疑蠅蟲黴會釋放出某種「催情劑」,將雄性的性行為推向了超常水平。

團隊續檢查雄性是否確實被真菌孢子所吸引:團隊將 4 隻雄性蒼蠅放在一個裝有兩個不透明培養皿的小空間中。每個培養皿的蓋上都有一個僅夠牠們進出的入口,裡面放著一張捕蠅紙,一張佈滿真菌孢子,另一張則沒有。在 43 次試驗中,所有 4 隻蒼蠅都落在帶有真菌孢子的紙上;另一張捕蠅紙僅在 17 次試驗中捕獲全部 4 隻蒼蠅。

團隊懷疑這種真菌的強烈帶甜青草味是其中一些屍體吸引力的來源。通過在蒼蠅觸角尖端放置一個電極,團隊確定真菌的氣味刺激了蒼蠅大腦的電流。

為了找出真菌釋放的化學物質,團隊用溶劑從受感染蒼蠅屍體中提取化合物。團隊發現被蠅蟲黴感染的蒼蠅比健康蒼蠅含有更多化合物,而化合物的種類多寡和量會因蒼蠅感染的時間長短而異。

一組稱為甲基支鏈烷烴 (methyl-branched alkanes) 的化合物過去已被發現可以刺激雄性蒼蠅交配。是次團隊無法確定蠅蟲黴的特定化學引誘劑,但團隊表明如果可以將之分離和模仿製造,可能有助於誘捕蒼蠅減低傳播某些傳染病。

報告:
Naundrup, A., Bohman, B., Kwadha, C.A. & et al. (2021). A pathogenic fungus uses volatiles to entice male flies into fatal matings with infected female cadavers. bioRxiv. doi: 10.1101/2021.10.21.465334

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