在视频游戏《最后生还者》及其衍生的HBO剧集中,人类为了生存而与名为蚊形体的寄生真菌作斗争,这种真菌会使宿主变成僵尸。虽然文章中的感染情况被极大戏剧化,但这些真菌并非纯粹的科幻作品。事实上,有研究指出,一些真菌物种自恐龙时代以来就已经存在。
近日,来自中国云南大学的博士生庄宇辉领衔的国际研究团队发现了两个被蚊形体感染的昆虫化石,这些化石被埋藏在9900万年前的琥珀中。
这些化石中的苍蝇和蚂蚁蛹是动物病原真菌的最古老化石记录之一,追溯至白垩纪时期。更重要的是,这些昆虫感染的两种真菌是科学上首次发现的,现已命名为Paleoophiocordyceps gerontoformicae和Paleoophiocordyceps ironomyiae。研究团队于6月11日在《皇家学会B辑》上发表了这一发现。
“总体来说,这两件化石非常罕见,至少在我们所见的数万件琥珀样本中,只有少数保存了真菌与昆虫之间的共生关系,”庄宇辉在接受CNN采访时表示。
这些琥珀样本来自缅甸北部,因自2017年起的激烈冲突而受到影响,原因是对化石琥珀的研究热潮。但研究团队指出,他们使用的样本是在2017年之前获得的,且据他们所知,未涉及任何冲突。
研究人员利用光学显微镜对化石昆虫进行分析,然后使用一种名为微计算机断层扫描的X射线成像技术构建了其3D图像。这揭示了这些昆虫感染的意想不到的细节。
研究人员确定这两种新发现的真菌物种均属于蚊形体属Ophiocordyceps,其中还包括一种通常被称为僵尸蚂蚁真菌的物种。顾名思义,这种真菌能控制其宿主的行为。在感染的最终阶段,真菌控制宿主的脑部,让其寻找更高的位置,以便获得更多阳光和温暖——这些是孢子生成的最佳条件。
一旦昆虫死亡,真菌的生长便会从其头部突起,并开始释放孢子,以感染新的受害者。
化石中的苍蝇正处于这种状态,P. ironomyiae的果实体从其头部破裂而出。与典型的晚期Ophiocordyceps感染不同,P. ironomyiae的果体现象并未产生平滑、肿胀的顶端,而是呈现出未扩张且有纹理的特征。
被P. gerontoformicae感染的蚂蚁蛹更为独特。真菌并非从蛹的头部冒出,而是从产生抗菌分泌物的侧胸腺中爆发,这种现象在已知的Ophiocordyceps物种中从未被观察到。研究人员指出,这些差异表明它们可能是前所未见的物种。
在将这些真菌的结构和生长模式与已知的Ophiocordyceps物种进行比较时,研究人员发现了清晰的特征将它们与该属联系在一起,但未能与任何已记录的物种匹配。研究团队使用现代Ophiocordyceps物种的DNA构建了系统发育树—即该属的进化历史的可视化表示,然后估计新发现的物种何时与其亲属分歧。
这一分析深入了解了Ophiocordyceps的历史,表明其起源于早期白垩纪,最初感染甲虫,并在白垩纪中期末期演变为感染蝴蝶、蛾子及其他昆虫,包括蜜蜂和蚂蚁。研究人员总结,这些快速出现的新Ophiocordyceps物种的原因,可能与昆虫宿主种类的迅速多样化和丰富性有关。
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