阉割宿主后，它们靠放弃生育卷死对手，人类可能也逃不过

最近微信改版，容易找不到尹哥的文章，大家记得把尹哥设为星标⭐️ 哦~

△ 攻击其他寄生虫的Haplorchis pumilio“士兵”（来源：Daniel Metz via Science News）

原来不生孩子也是对社会有贡献的。

撰文 | 冬鸢 审校 | clefable

有一种寄生虫让全球各地的人都闻风丧胆，它们叫做吸虫（trematode），属于扁形动物门（Platyhelminthes）吸虫纲（Trematoda）。不同种类的吸虫感染人体后会攻击人体内特定的器官或部位，比如肝、肠和肺等，让感染者出现十分严重的病症，甚至可能危及生命。腹痛、慢性咳嗽、肝肿大、胆管癌和脑出血等都是吸虫感染者常出现的病症。

感染吸虫的人，大多是因为食用了带有吸虫的水产品，比如淡水鱼、青蛙和水生植物（例如豆瓣菜）等。据统计，我国132种淡水鱼体内可能存在一种名为Clonorchis sinensis的吸虫，它感染人体后，主要会攻击人的肝脏。

△ 几种常见可感染人体吸虫的生活史（来源：Keiser & Utzinger, 2009）

吸虫在宿主体内作威作福已经够可怕了，而最新发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上的一项研究发现，这些可怕的寄生虫——至少其中一种叫做Haplorchis pumilio（后简称H.pumilio）的吸虫群体，竟然能在宿主体内分化出不同的社会角色和分工——这是一种较高等的生物特征，通常不被认为会在寄生虫中出现。

01

阉割第一任宿主

故事还得从头说起。

其实在感染人体之前，吸虫的一生已经经历了不少故事，它们首先会感染诸如蜗牛之类的软体动物，将其作为第一任中间宿主；然后再感染鱼类、青蛙等第二任宿主；最后才会感染包括人类在内的哺乳动物或鸟类等最终宿主。

以这次故事的主角——吸虫H.pumilio为例。这种吸虫主要分布在东南亚，一些水环境中存在着许多它们的卵，卵孵化后，会形成最初级的吸虫幼虫——毛蚴（miracidium）。这是一种拥有纤毛，可以游动的“囊状”幼虫。毛蚴出生后便会寻找它的第一任中间宿主——软体动物。对于H.pumilio来说，它们的第一任中间宿主是一种生活在东南亚的蜗牛——Melanoides tuberculata（后简称 M.tuberculata）。

△ 蜗牛 Melanoides tuberculata（来源：Dennis L. - CC BY 2.0）

感染了这些蜗牛后，H.pumilio就会开始干两件大事。第一件大事是吃，即夺取宿主蜗牛身体的营养来滋养自己。H.pumilio的口味比较独特，它们钟爱的是这些蜗牛的性腺，这对它们来说简直就是绝世佳肴。因此，感染了H.pumilio吸虫的蜗牛会被吸虫慢慢地阉割，失去生育能力，进而整个身体沦为这些吸虫的食物供给站。

除了吃，H.pumilio在蜗牛体内要干的第二件大事便是生长和繁殖。尽管此时它们还只算幼虫，没有有性生殖的能力，但毛蚴会在蜗牛体内生长成为第二阶段的吸虫幼虫——尾蚴（cercariae），而尾蚴可以通过无性生殖大量复制自己，产生更多的尾蚴。在还没长大之前，尾蚴的身体上就会出现一个繁殖体（germinal mass），里面有着许多发育中的吸虫胚胎；等长大之后，它们身体上的这些繁殖体就会发育成育卵室（brood chamber），里面的胚胎也已经发育成新的幼虫，最终会成长为新的尾蚴，并继续无性生殖，扩增自己。

可怜的蜗牛大概从被H.pumilio成功感染的那一刻起，它的身体已经不属于自己了。蜗牛的身体被H.pumilio贪婪地掠夺，完全沦为了这些吸虫的“繁殖容器”。H.pumilio可以在一只蜗牛体内生活多年，并克隆出成千上万个自己，然后等待着感染下一任宿主。

02

太卷了

因此，蜗牛宿主的身体，对于H.pumilio来说可谓是极其宝贵的“战略资源”，但这也会导致它们遇到另一个挑战——来自其他寄生虫的竞争。

以M.tuberculata蜗牛为宿主的寄生虫，可不止H.pumilio吸虫这一种（如此美味的性腺谁不爱呢）。有时它们感染了一只蜗牛后，这只蜗牛的身体还可能遭遇其他种类寄生虫的入侵；或是当它们试图感染一只蜗牛的时候，发现蜗牛体内已经有其他寄生虫生活了。

包括H.pumilio在内的许多吸虫，自然是不乐意和其他寄生虫共享一个宿主的，所以得想办法赶走其他竞争者。比如，一些吸虫在感染蜗牛后，可以分泌一些化学物质来防止其他寄生虫入侵这只蜗牛的身体。

而另一些吸虫，则貌似会采用一种更高级的方法。2010年，美国斯克利普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography）的生态学家瑞安·赫金杰（Ryan Hechinger）就发现，一些吸虫群体为了与其他寄生虫竞争宿主的身体，貌似已经演化出了较高级的社会分工行为。这些吸虫群体中的一些个体可能会放弃生殖，成为群体中的“士兵”，专门防卫其他寄生虫的入侵，好让自己的群体能够独享宿主。

03

不生了

这有些像很多高度社会化的昆虫（比如蚂蚁和蜜蜂）的特殊社会结构。蚂蚁中的很多个体是不负责繁殖的，但会特定地负责寻找食物、修建蚁穴、照顾后代等工作，而蚁后则专门负责繁殖后代。这种动物的社会化群体中出现明确的繁殖和劳动分工的现象，叫做“真社会性”（eusociality）。

除了蚂蚁和蜜蜂这类具有代表性的昆虫，哺乳动物中的裸鼹鼠也是“真社会性”的动物。裸鼹鼠常以集群为单位一起生活在地下，裸鼹鼠群中通常有一只裸鼹鼠“女王”，她会和1～3名选定的雄性负责群体的所有繁殖活动。而其他的裸鼹鼠的生殖能力被抑制，只负责寻找食物或清扫地下隧道、照顾幼崽等工作。

△ 裸鼹鼠，为数不多的“真社会性”哺乳动物（Chiswick Chap - Own work, CC BY-SA 4.0）

但由于当时的证据有限，许多科学家对于赫金杰的结论持怀疑态度，他们认为这些所谓的吸虫“士兵”，可能只是在“外敌”入侵时暂时执行了士兵的职责，最终它们还是会恢复到生殖状态，开始繁殖后代，并没有真正放弃生育。

04

卷死它们！！

但发表在《美国科学院院刊》的这项新研究，似乎终于给出了确凿的证据。

2019年，赫金杰实验室的一名研究生丹尼尔·梅茨（Daniel Mets）在美国加利福尼亚州闲逛时，发现了一只怪异的蜗牛。梅茨将这只蜗牛带回实验室检查后，确认它是M.tuberculata蜗牛——是的，看起来这种原产于东南亚的蜗牛已经入侵美国了，大概是通过水产品贸易。

与之一同到来的，便是其体内的H.pumilio吸虫。在显微观察时，梅茨看到许多微小的寄生虫突然从蜗牛的身上游了出来，他通过基因分析确定了这些寄生虫就是H.pumilio。但有趣的是，这些H.pumilio吸虫有两种大小，一种体型较大，大概一毫米长，腹部能看到许多发育中或即将发育完全的小吸虫——说明它们正在无性生殖。而另一些体型较小的H.pumilio吸虫则没有育卵室或繁殖体结构，但却有异常巨大的咽部。虽然它们体长只有正常H.pumilio的5%，但咽部长度却比正常H.pumilio的咽部大5.1倍。而咽部与身体长度的比例，则是正常H.pumilio的124倍！

△ Haplorchis pumilio“士兵”吸出其他寄生虫的内脏（来源：Daniel Metz via Science News）

这些体型较小的H.pumilio，便是H.pumilio群体中的“士兵”，约占总数的12%，从出生起，它们就没有生殖能力，研究团队也没有发现它们后续能够转变为具有生育能力个体的迹象。

它们巨大的咽部，便是用来抵御“外敌”的武器。梅茨和赫金杰将这些H.pumilio士兵与其他能感染M.tuberculata蜗牛的寄生虫放在一起，发现H.pumilio“士兵”开始疯狂地攻击其他的寄生虫。它们来到这些外来寄生虫面前，张大嘴巴紧贴其腹部，然后扩大自己的咽部，由此产生的气压会将这些外来寄生虫的腹部“炸开”一个洞，然后H.pumilio“士兵”会用嘴吸出这些外来寄生虫的内脏。不过，当遇到其他的H. Pumilio吸虫时，这些H.pumilio“士兵”并不会展开攻击。

而事实证明，有了这些牺牲了自己的生育能力，只为干掉竞争者的“士兵”，H.pumilio的确在与其他寄生虫的竞争中拔得头筹。梅茨和赫金杰随后又在野外收集了3,164只M.tuberculata蜗牛，仔细检查了它们体内的寄生虫种类。结果发现，H.pumilio总是能入侵体型最大、身体营养最丰富的M.tuberculata蜗牛，而被H.pumilio寄生的M.tuberculata蜗牛，体内也更难发现其他种类的寄生虫。这足以说明H.pumilio在竞争中的成功。

毕竟，人家孩子都不生了，其他寄生虫咋能卷得过啊。

05

故事继续

而这样的竞争优势，自然也让H.pumilio在接下来的寄生生活里，获取了极大的优势。H.pumilio吸虫尾蚴在离开蜗牛后，进入下一任中间宿主——鱼的体内（对于其他种类的吸虫，第二任宿主还可能是蛙、蛇等，也可能是水生植物），接着它们会发育成非常具有感染性的囊蚴（metacercariae）。当哺乳动物（包括人类）或鸟类食用了这些感染了吸虫的鱼，便成了H.pumilio的最终宿主。

在最终宿主体内，囊蚴迁移到目标器官，像在蜗牛中那样贪婪地享用这些器官的营养物质，同时开始有性生殖。这个过程可能会持续很长时间，不同种类吸虫有所差异，例如，前文提到的在我国广泛分布的吸虫Clonorchis sinensis，可以在人体宿主体内生活25年。

它们通过有性生殖产下的卵，会通过最终宿主的粪便或体液排出到环境中，然后这些卵孵化出毛蚴，毛蚴再去感染蜗牛，又开启了下一轮的生活史循环。

本文来自微信公众号“环球科学”（id：huanqiukexue），如需转载请联系 newmedia@huanqiukexue.com

[1] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2400953121#data-availability

[2] https://journals.asm.org/doi/10.1128/cmr.00012-09#T1

[3] https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2010.1753

[4] https://www.science.org/content/article/body-snatcher-parasites-blow-holes-enemies-suck-out-their-guts

[5] https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/an-introduction-to-eusociality-15788128/

[6] 《“她”的力量：性别、性和雌性动物掀起的演化生物学变革》中信出版集团