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寄生昆虫奋斗史

http://www.sina.com.cn  2009年08月02日01:35  新京报

  

寄生昆虫奋斗史
菜蝶绒茧蜂成虫会在大纹白蝶毛虫身上产卵。它的幼虫则能控制寄主,做出对自己有利的行为。
寄生昆虫奋斗史
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寄生昆虫奋斗史
寄生昆虫奋斗史

  抛开功利性的一面不说,昆虫寄生的世界充满了人类尺度难以想象的险恶,同时也体现了造化的极度美妙。要了解寄生昆虫的奇妙世界,最好还是细致地观察一种寄生昆虫的生活史。《国家地理频道》的节目《子宫内日记》中就有一集讲述了菜蝶绒茧蜂寄生于大纹白蝶毛虫的惊人过程。

  第1步 随身携带生物武器

  首先,已经受精的寄生蜂妈妈要在毛虫体内产卵。毛虫会自卫,咬寄生蜂,它们分泌的神经毒素也可以使寄生蜂身体部分麻痹。但寄生蜂还是要冒险完成它的繁殖工作。它把中空的刺扎进毛虫的身体,然后把卵输入到毛虫的身体中。毛虫的皮肤和肠道之间的海绵状组织,存在一种营养丰富的物质,叫做血淋巴,这种环境适合寄生蜂卵的生长。

  入侵的蜂卵激发了毛虫的免疫系统。巨噬细胞向蜂卵靠近,意图将蜂卵吞噬,消灭它们。但卵有自制的生物武器等着它们。寄生蜂是地球上少有的几类能够利用自身DNA里的病毒的动物之一。病毒在寄生蜂的卵巢里进行复制,在卵被注入毛虫体内的时候,病毒把卵紧紧包裹。就像艾滋病病毒一样,寄生蜂的病毒能够破坏毛虫的免疫系统,可以感染毛虫的巨噬细胞,让它们不再发挥作用。

  第2步 寄主体内斗敌手

  寄生蜂的卵安全地到达目的地,4天内就孵化出幼虫。现在毛虫变成了寄生蜂的代理子宫,它不再是为了自己活下去,而是根据皮肤下的寄生蜂卵的需求生长和活动。它变成了一只非常饥饿的毛虫,在寄生蜂产卵的4天里,它的身体增大了4倍。在它的身体里漂浮着20只寄生蜂的幼虫,每只都比针头还小,它们大喝着毛虫的体液。与此同时寄生蜂注入的病毒也在努力工作,它入侵毛虫的内分泌系统,致使毛虫的性器官萎缩,它遭到了寄生蜂的“化学去势”。去势之后的毛虫全力满足寄生蜂幼虫的生长需要。

  尽管如此,菜蝶绒茧蜂幼虫还是有危险,它们不是这里的唯一“主人”———微红绒茧蜂也在这里产了卵,并孵化出了幼虫!微红绒茧蜂的幼虫长着一对大腭,它们只有一个用途———杀死异种寄生蜂的幼虫。菜蝶绒茧蜂幼虫虽然长得像一只只小蛆,没有大腭这样看得见的武器,但它们有一种化学武器,可以使对手缺氧致死。这一次,菜蝶绒茧蜂凭化学武器和数量优势获胜,成功独占“代理子宫”。

  第3步 毛虫忠心护“主人”

  在12天时间里,毛虫一路大吃大喝,看起来非常肥胖,但它身体里可不止有脂肪。寄生蜂的幼虫现在每只已经有米粒那么大,它们加起来重量占毛虫身体重量的1/3以上!现在寄生蜂幼虫还没有长成,还需要吸食毛虫的体液为生,所以它们尽量不触碰毛虫的重要器官。但这种和平的表象不会维持太久,数天后,寄生蜂幼虫突然开始行动。两周以来,毛虫的身体一直在保护它们,现在它们已经不需要这个皮囊了。毛虫比较厚的皮肤现在成了寄生蜂幼虫的一大障碍,但现在它们已经长出了锯齿状的牙齿,这些牙齿只能用来做一件事:从里面锯开毛虫的皮肤。一口一口,寄生蜂幼虫咬开了毛虫的皮,同时它们释放化学物质让毛虫瘫痪,寄生蜂幼虫钻开它的皮肤的时候,它什么都做不了。

  黄色的幼虫成群从毛虫身体里出来,场面相当骇人。这个过程中,毛虫的身体一下子瘦小了很多。爬到空气中后,寄生蜂幼虫开始吐丝结茧。具有讽刺性的是,此时寄生蜂最大的危险是被其他寄生蜂寄生。不可思议的是,受伤的毛虫并没有死,它就像《魔鬼终结者2》里的T800号机器人一样带伤保护自己的“主人”。通常毛虫会为自己结茧,但被寄生蜂寄生的毛虫会在寄生蜂幼虫的茧上吐丝,给它们加上一个保护层。科学家们认为寄生蜂布下的病毒现在已经侵入毛虫的大脑,让它做出如此古怪的行为。毛虫与生俱来的自我保护行为也被寄生蜂利用,它撕咬扑打其他的寄生蜂,让它们远离菜蝶绒茧蜂的蛹。它不知疲倦地保护寄生蜂的蛹,直到自己饿死。几天后,漂亮的菜蝶绒茧蜂成虫从蛹中爬出,继续险恶而又美妙的生命缩环。

  菜蝶绒茧蜂控制毛虫的全过程。成虫先挑选一条合适的毛虫(图①),在它身上产卵(图②),孵化出的幼虫(图③)以毛虫为食,毛虫甚至会保护幼虫变成的蛹(图④)。

  ■ 类别

  寄生昆虫的两大豪门

  多数寄生昆虫都会寄生于几种不同的昆虫体内,少数有非常固定的寄主。寄主越固定,寄生昆虫的演化程度往往越高,手法也就越高妙,但随着寄主灭绝的危险性也就越高。寄生于其他昆虫体内的都是演化程度很高的类别,一类是以飞行能力高超著称的双翅目蝇族,另一类是以行为复杂而著称的膜翅目蜂族。

  寄蝇手段比较土

  蝇类最大的寄生家庭叫“寄蝇”(tachinid fly)。它们的成蝇体表多毛,大小和形状都像家蝇。寄蝇类的寄生本领相当“土”。它们并不能把卵产在寄主的体内,有些种把卵附在宿主体表,幼虫孵出后钻入皮内。另一些种则将幼虫直接产在宿主上,或将幼虫产在昆虫经常来往的场所。有的甚至产卵在植物上,随后被吃叶子的毛虫吞入。另外比较“土”的是,这类蝇的幼虫不能从宿主体液中直接获取氧气,它需要在宿主体壁上开孔呼吸,或把气管伸进宿主的呼吸系统里,抽取人家的氧气。寄蝇羽化为成虫之后,不再需要蛋白质供身体生长,只需要糖类提供活动的能量,所以主要以花蜜为生,如同“花间的苍蝇”。

  而寄生蝇类的另一大家族蚤蝇,则大多数是在腐物表面一路小跑找食吃的机会主义分子,其中偏偏演化出了一类寄生本领特别高超的类别“火蚁寄蝇”。

  姬蜂独生子女多

  “寄生蜂”种类非常繁多,下面是寄生蜂类的几组重要成员。

  姬蜂(Ichneumonid)体形娟瘦。它们尾后的长带只有雌蜂才有,那是一条产卵器和两旁产卵器的鞘形成的三条长丝。这么长的产卵器也是昆虫中不多见的。姬蜂长长的产卵器让它们可以攻击躲在树洞里或土壤里的昆虫。还有一个叫“沟姬蜂”,会在水中潜泳。它们在水中找到了要寄生的水生昆虫的幼虫,把卵产在它们的身上。为了后代能在水中呼吸,还拖出一条里面有空气的细丝,那是留给后代的“氧气瓶”。姬蜂往往是“独生子女”,一只姬蜂在发育为成虫之后才从寄主身体里爬出来。

  茧蜂(Braconid)的成虫相当小,很少有超过15毫米的,大多数都是短粗身材。它们的特点是要爬出寄主体外化蛹,并且在化蛹之前要吐丝结茧。

  小蜂类(Chalcid)非常小,通常不大于2毫米,它们通常寄生非常小的昆虫,或者寄生在昆虫的卵里面,在寄主体内化蛹羽化。不过周氏啮小蜂是个例外,它的幼虫寄生在蛾类的蛹中。

  新知专题采写/本报记者 刘铮

  本专题感谢:刘万学(中国农业科学院副研究员)、何余容(华南农业大学资源环境学院教授)


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