感染了绦虫的蚂蚁寿命可能是同龄蚂蚁的三倍甚至更多,而且得到工蚁的悉心照顾,直到...
寄生绦虫通常不是一种好的状态。但是,一种名为Temnothorax nylanderi寄生虫感染的蚂蚁有着不同的生活方式。
如果这种蚂蚁在幼虫时吃了一些啄木鸟的粪便并感染了绦虫(Anomotaenia brevis)。结果它的寿命可能是同龄蚂蚁的三倍甚至更多,并且它很少需要移动下颌骨。未感染的蚂蚁会承担工作任务,四处奔波,喂食和照顾感染的蚂蚁。这些被宠坏的蚂蚁几乎不会离开蚁巢。
德国约翰内斯·古腾堡大学的昆虫学家Susanne Foitzik领导的研究团队现在已经找到了解释这种奇怪田园般生活方式的可能原因。
当绦虫在蚂蚁的肠道中生存时,它似乎会向蚂蚁的血液中注入抗氧化剂和其他蛋白质。目前还不清楚这些特殊蛋白质对蚂蚁健康的影响,但它们很可能有助于感染蚂蚁保持年轻和美味。
在绦虫的生命周期中,蚂蚁并不是它最终的目标。绦虫在啄木鸟体内达到成熟繁殖阶段,这意味着寄生虫在保持临时宿主年轻、饱满和美味方面有利益。一旦绦虫成长,它可能成为啄木鸟的食物。寄生虫并不关心蚂蚁群体会发生什么情况,只要感染的蚂蚁能够存活到啄木鸟出现。
2021年,Foitzik及其在德国的同事发现,尽管感染了绦虫的Temnothorax蚂蚁过着轻松的生活,但未感染的同龄工蚁却为懒散的同伴付出代价。
这些工蚁现在承担照顾感染同伴的负担,导致它们更早死亡。尽管感染的蚂蚁和负责照顾的蚂蚁在生理指标上似乎没有表现出压力,但工蚁们对待感染者的关爱较少,可能给蚁群带来麻烦。
由于感染的蚂蚁看起来很年轻,研究人员仍然好奇,有什么可以帮助它们延长寿命。
在他们的新研究中,研究人员再次比较了感染和未感染蚂蚁的蛋白质水平,这次是观察蚂蚁血淋巴中的蛋白质水平(相当于无脊椎动物的血液)。
他们发现,绦虫的蛋白质占蚂蚁血淋巴中蛋白质的“很大一部分”,其中最丰富的是抗氧化剂。还有其他一些蛋白质,可能解释了为什么感染的蚂蚁会受到特殊待遇,尽管许多蛋白质是无法识别的,在其他生物中也没有已知的等价物。
一种名为卵黄原蛋白样A的蛋白质在感染个体中被发现,并非由寄生虫产生,而是由蚂蚁自己产生的。这种蛋白质已知调节蚂蚁社会的劳动分工和生殖。因此,研究人员认为这种蛋白质可能以某种方式影响蚂蚁的行为,引起其他蚂蚁对它们的溺爱。
目前还不清楚绦虫是否在主动操纵蚂蚁蛋白质(如卵黄原样A)的基因表达,或者这些现象是否是寄生虫感染的副作用。
研究人员指出:“由于社会性昆虫的种姓差异通常不是由遗传差异造成的,而是由不同的基因表达控制,因此从寄生虫的角度来看,利用现有的调控途径使个体更像女王可能是一种巧妙的策略。”
然而,要证明寄生虫正在操纵蚂蚁的身体而不是蚂蚁对入侵者做出反应,将非常困难,甚至可能是不可能的。作者建议在解释这种潜在的操纵方式时要谨慎。
德国的研究团队计划继续研究寄生虫的蛋白质,以更好地了解它们如何影响蚂蚁的行为、外观和寿命。
该研究已在同行评审前发布到预印本服务器bioRxiv上。