虫子上长出来的“花”,是怎么一步步到我们餐桌上的?
说到虫草,你第一反应是什么?从小看电视广告里的药材,还是菌菇汤里蛮好吃的“黄色金针菇”?
还是说,就是“虫子上长了草”?
虫子:为我发声
图源:mexico.inaturalist
潜入“虫生真菌”家族
各种“虫草”,被科学家称为“虫生真菌”。它们是一类以无脊椎动物(包括昆虫、蜘蛛、螨类和线虫等)为生活基物生长的真菌类群。虫生真菌并非一个分类学上的自然类群,而是根据生活方式定义的生态群。它们在真菌界中呈不均匀分布。
1. 捕虫菌门的虫霉亚门,包含约300种虫生真菌,如造成“抱草瘟”的虫霉。
就是这样尸体也一直抱着草
图源:ophiocordyceps
2. 子囊菌门的肉座菌目是最重要的虫生真菌类群,包 含约600种,如虫草科、线虫草科和麦角菌科。
某种线虫草
图源:inaturalist.org
3. 其他门类如微孢子虫门、壶菌门和担子菌门也有少量虫生真菌,但数量和多样性较低。
值得注意的是,并非所有与昆虫相关的真菌都是会造成宿主死亡的“杀手”。有些真菌与昆虫形成共生关系,如隔担菌目的真菌;而虫囊菌目则多为外寄生,不杀死宿主。
虫生真菌的“作案手段”
虫生真菌的感染过程堪称一场精密的“特种作战”。首先,分生孢子通过疏水蛋白或黏液粘附到昆虫体表;然后萌发形成“附着胞”,产生巨大的压力穿透体壁。
昆虫等无脊椎动物的身体结构与人类不同,体腔内部充满血淋巴,通过开放式循环系统连接内脏器官,称为“血腔”。真菌进入血腔后,会转变为单细胞形式,躲避宿主免疫系统的“扫描”,最后在适当时机大量增殖,杀死宿主。
不同真菌致死方式也有不同:蛹虫草会降低宿主血淋巴中的海藻糖浓度,干扰其正常代谢;绿僵菌则擅长使用毒素武器;而虫霉目真菌甚至能调控宿主体内的共生菌群落。
绿僵菌搞的鬼
图源:Wikipedia
某些虫生真菌甚至能精准操控宿主的行动。比如偏侧蛇线虫草能改变蚂蚁的生物钟,使其从夜行性转为昼行性;团孢霉则使雄蝉做出雌蝉的求偶行为。科学家推测,这些真菌可能会分泌类似宿主神经递质的物质,或通过表观遗传调控,影响宿主神经系统。然而,具体的分子机制仍是未解之谜。
偏侧蛇线虫草干的
高明的虫生真菌懂得走一步看十步。它们不会立即杀死宿主,而是先利用宿主完成自己的传播任务——爬到高处、吸引同类等。只有在确保孢子能有效传播后,它们才会结束宿主的生命。这种对死亡时机的精准把控,也是亿万年演化智慧的体现。
虫草的繁殖
绘图:朱力扬
虫生真菌的生态价值
虫生真菌的生活方式看似残酷,但从大自然的宏观视角来看,它们也在生态系统中扮演着重要角色。作为昆虫种群数量的自然调节者,虫生真菌的存在,是生态平衡的一环。而对我们人类的生产生活来说,妥善利用它们,又可以对部分昆虫进行生物防治,减少化学药剂的使用。
实际上,中国人很早就观察到了白僵菌、虫霉等真菌对昆虫的杀伤力,利用绿僵菌防治蝗虫的历史可追溯至清代,堪称最早的生物防治实践之一。如今,球孢白僵菌、金龟子绿僵菌以及蝗噬虫霉等部分虫霉目真菌,已被开发为生物农药,用于防治农业害虫。
在食品和医药领域,蛹虫草早已被开发为真菌食材“虫草花”。冬虫夏草、蝉拟青霉(蝉花)等虫草更是历史悠久的珍贵药材,当今的科学研究验证了它们确有免疫调节、抗氧化等功能。科学家还在研究其他虫草中是否有特殊成分能为人所用,比如有人针对那些会改变宿主行为的虫草提出猜想:假如能将它们的“操控”机制研究透彻,或许在神经医学领域,会为脑损伤病人带来福音。
人工种植的虫草花
以前长这样
下次,当你在野外看到一只“长蘑菇”的昆虫时,不妨驻足观察——这不仅是自然界最奇特的“谋杀现场”,更是一场持续了数亿年的演化竞赛。在这些微观杀手精巧的生存策略背后,是生命最原始也最深刻的智慧。
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除了虫草,当然还有世间万象,北京豹猫的生态调查、欧洲水甲的成长日记;荞麦的朴素口感、火龙果的清香气味;研究鱼肉能不能没刺?地理专业的博物学精神?
炎炎夏日,读书清凉一下!
撰文 | 朱力扬
部分图片 | 图虫创意
微信编辑 | 赵之遇