是敌是友？《毒液》中的共生科学

「如果没有它们，我们几乎无法生存。」

撰文 | 光酒 寒雨

编辑 | 金庄维

随着一艘太空飞船轰然坠毁，一种黏糊糊、黑色液体状的外星生命潜入地球。由于不能适应地球上的氧气环境，它们不得不在地球寻找一位宿主才能生存下来。与此同时，它们也会赋予宿主强大的能力。

当它与最著名的宿主、倒霉记者爱德华布洛克（Edward Brock）合二为一的时候，我们小蜘蛛的宿敌——黑蜘蛛“毒液”诞生了。

在现实中，这种两个或多个紧密相连的生物之间的关系称为“共生”。这一概念诞生一百三十多年来，经历了数次争议与变化。现在，共生已经不仅仅局限于我们小时候所学到的“互惠互利”，而是适用于所有的生物之间的持久相互作用。其中包括：

• 共栖：一方受益，另一方没有受害或受益。

• 共生：两种生物都受益。

• 寄生：一方（寄生虫）受益，另一方（宿主）受到伤害。

共生可以是强制性的，即共生体的一方或双方完全依赖于彼此而生存；也可以是兼性的（可选的），共生者可以独立生存。

共生还分为外共生（共生体一方生活在另一方的体外，例如人类体表的虱子）和内共生（共生体的一方生活在另一方的体内，例如珊瑚体内的黄藻）。

自然界中的共生

自然界中，共生的情况十分普遍，我们最熟悉的恐怕就是豆科植物与根瘤菌的故事了。根瘤菌与大豆的根部结合，形成根瘤。大豆帮助根瘤菌提供养料和能量，根瘤菌固定大气中的氮元素提供给大豆。种过豆科植物后，土壤中的氮元素有所增加，也利于其他植物吸收利用。在那个没有氮肥的年代，这种操作简直就是加了大buff。

大豆根瘤（图源：richardmudhar.com）

共生与我们人类重要的肉质来源，牛羊等反刍动物的关系也十分密切。反刍动物的瘤胃中生活着大量的微生物，它们能够将牛羊吃下的纤维素等多糖类物质降解成小分子，产生挥发性脂肪酸，同时自身大量增值。反刍动物是无法直接消化粗纤维的，这些降解后的小分子和大量菌体蛋白才是反刍动物直接的营养来源。所以，其实这些草食动物是“吃肉”的？

我们人类自身就是一个巨大的微生物共生体。科学家甚至怀疑，到底是谁在掌握这个身体，是人类还是细菌？在我们的身体内，住着数以万亿计的微生物。它们生活在我们的皮肤、生殖器、口腔，特别是肠道等部位。实际上，共生细菌的数量可能比人体细胞的数量还多，甚至高达后者的10倍。

在生命之初，当新生儿通过产道时，母亲体内的共生细菌，就会转移到婴儿身上，并开始繁殖。随着与父母、祖父母、兄弟姐妹、朋友，还有床单、毯子、宠物等进行接触，婴儿体内的细菌会变得越来越多，到婴幼儿晚期，我们体内已经形成了地球上最复杂的微生物群落：肠道细菌帮助我们消化吸收食物，合成维生素；阴道中共生的乳酸菌能够帮助维持弱酸性环境，抵御有害细菌入侵，起到重要的屏障作用；正常菌群的抗源刺激还可增强宿主免疫系统功能。

美国威斯康辛大学生物学家Cameron Currie称：“我们身体内部有数百甚至数千种共生微生物——如果没有它们，我们几乎无法生存。”

亦敌亦友

正如之前所说，共生的概念已经不仅仅局限于“互惠互利”，共生体双方的关系也并不总是那么和谐。电影中，最开始逃离飞船的共生者在寻找伙伴途中更换了一个又一个寄主，寄主无一例外变得饥饿又凶残。毒液也有个大胃口，尽管毒液共生体与艾迪可以融洽相处，但若艾迪不及时进食，毒液还是会逐渐消耗他的内脏。

（图源：电影《毒液》）

这样的剧情并非空穴来风，在许多寄生物与寄主的关系中，寄生物会影响寄主的健康、改变它们的行为，甚至导致死亡。目的只有一个，生存繁衍。

病毒是我们身边非常常见的“寄生虫”的例子。患了流感的人会流鼻涕、打喷嚏、咳嗽，流感病毒就随着咳嗽喷嚏的飞沫扩散到周围环境中，再去感染其他人；感染了狂犬病毒的动物或人也会大量流涎，富有攻击性，极易咬伤别人传播疾病。

还有一种在蜗牛体内生长的绿带彩蚴吸虫（Leucochloridium paradoxum）。一旦成熟，它们就会爬进蜗牛的触角，彩色肥胖的身躯蠕动着，仿佛一条肥美的虫子。当蜗牛盲目地爬进阳光下时，飞过的鸟儿就可能会猛扑过来吃掉这条美味的触角。吸虫成功感染了鸟类，富有虫卵的鸟粪再传染给其他蜗牛。

感染绿带彩蚴吸虫（Leucochloridium paradoxum）的蜗牛（图源：wikipedia）

最近几年，“弓形虫”可算是在广大宠物爱好者中掀起不小波澜。弓形虫与哺乳动物的共生历史久远，感染了弓形虫也确实会影响动物的行为。研究发现，感染了弓形虫的老鼠变得对猫毫无恐惧，甚至被猫尿味吸引，主动投怀送抱。猫吃了这些老鼠也会感染弓形虫，进而把弓形虫散布到更广泛的区域。同样，被弓形虫感染的黑猩猩也会被它们的捕食者——金钱豹所吸引。

据调查，全球有三分之一的人口被弓形虫感染，而在法国和巴西感染率甚至高达80%。（难道这是当地人热情奔放的原因吗？）不过猫奴们大可不必恐慌，毕竟只有铲屎后不好好洗手才有可能被感染。

正如弓形虫感染并不会直接致命一样，多数寄生者都会避免同时过于致命和传染性过强，而引起寄主过快死亡。毕竟如果寄主死光了，寄生虫也难逃厄运。就算致死率几近100%的狂犬病，也与蝙蝠发展出了和谐相处的关系。蝙蝠可以带毒生存而不发病。（所以在野外尽量不要接触蝙蝠哟）

影片中，一旦与黑色外星液体共处一室，它就会主动朝你爬过来。自然界中，寄生虫也确实能主动感知寄主的到来。

菟丝子（Cuscuta sp.）是一类相当著名的寄生植物，它们在寄主上形成标志性的黄色无叶藤蔓。菟丝子富有侵略性，它们的吸根可以穿透寄主的茎从中吸收水分和营养物质，严重时可导致寄主死亡。

它们的幼苗在种子营养耗尽之前，必须尽快找到寄主，这一过程通常只有5-10天。研究表明，这些幼苗可以利用空气中的挥发性有机化合物来定位寄主植物，甚至可以探测到哪些邻近植物是更适合的寄主，并积极地向它们生长。

菟丝子（图源：flickr.com）

深度共生

影片彩蛋出场的红发囚徒莱图斯卡萨伊（Cletus Kasady），吸收了“毒液”的衍生物结合后，其凶残的一面被不断放大，变异成了更加暴力和强大的血蜘蛛“屠杀”（Carnage），以至于毒液和蜘蛛侠暂时停战，共同对抗“屠杀”。

类似的深度共生对于地球生命的演化和生态系统的发展起到了重要的作用。

许多科学家都认为，大多数主要的进化飞跃都是通过共生来“启动”的。真核细胞中发挥重要作用的各种细胞器，一般被认为是从内共生关系演变而来的。例如植物体内负责进行光合作用的叶绿体被认为是与蓝细菌内共生进化而来。最终，通过过交换DNA片段，两种细菌合并成一个不可分离的复杂细胞。这种伙伴关系成为所有真核多细胞生命的祖先，包括人类自己。

而作为许多生态系统基础的地衣，实际上由真菌和藻类共生形成。真菌构成地衣的结构，而藻类通过光合作用为共生体提供能量，二者形成坚固的内共生关系。许多荒凉的岩石上长有地衣，它们分泌的酸能够溶解岩石，有助于启动土壤形成过程，为其他生物的生长创造条件，它们因此也被成为生物群落的先锋物种。

地衣（图源：wikipedia）

回到电影中，多亏了可爱又倒霉的记者艾迪，帮他撩妹的“毒液”简直让人恨不起来，感觉离着反派有十万八千里呢。可是，连超英都能掀起内讧，又有谁规定“反派”一定是什么样子呢？

这一切都要感谢像悬疑大师希区柯克一样，喜欢在剧中跑龙套的白胡子老头儿——漫威宇宙的缔造者斯坦李。套路商业大片看得多了，我们对于超级英雄们这次将会如何拯救地球越来越失去兴趣，却开始更加期待李老爷子在剧中什么时候出现，睁大眼睛寻找他一闪而过的几个镜头。

谁成想，刚刚看完《毒液》3天之后，就接到一条让人泪目的消息。2018年，在真实物理界，我们失去了霍金，科幻宇宙中，我们又失去了斯坦李。

接下来的路，要看我们后辈的了。

参考资料

[1]https://www.britannica.com/list/5-awesome-parasitic-plants

[2]https://www.scientificamerican.com/article/zombie-creatures-parasites/

[3]http://www.im.cas.cn/kxcb/wswdjt/201310/t20131020_3959466.html

[4]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E9%A1%9E%E5%BE%AE%E7%94%9F%E7%89%A9%E7%BE%A4%E7%B3%BB#cite_note-AAM2014-2

[5]https://zhuanlan.zhihu.com/p/28886326

[6]https://www.guokr.com/post/349339/

[7]https://www.guokr.com/article/395548/

[8]https://www.scientificamerican.com/article/zombie-creatures-parasites/

文章头图及封面图片来源：电影《毒液》

来源：赛先生

编辑：AI

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