它们留给后代的唯一礼物是数十亿个病毒，用来保平安

防走失，电梯直达

来源：环球科学

作者：clefable

图片来源：Pixabay

当普通果蝇在遗传学家的实验室中发光发热时，它们的近亲实蝇却在热带和亚热带地区折腾着水果和茎类蔬菜的种植人员，让他们头疼不已。

为了让后代一孵化就能饱腹，雌性实蝇会利用伸缩式的产卵器，将自己的卵产在水果和茎类蔬菜的叶、茎或者果实中。人类也因此无法再食用这些水果和蔬菜。据悉，地球上分布着大概250种有害的实蝇，它们也是全球最主要的经济害虫之一。外表光鲜的地中海实蝇（Mediterranean fruit fly）就是其中的一个“佼佼者”，它们可以将卵产在200多种热带水果和蔬菜中。

1981年，当地中海实蝇入侵美国加利福尼亚州时，由于当地的管控不够，一个多月内，它们就带来了数百万美元的经济损失。据2024年的一项研究，果蝇在2007年给整个非洲造成了超过20亿美元的经济损失。

由于实蝇产卵而变坏、变质的水果。图片来源于A Guide to the Major Pest Fruit Flies of the World/IAEA&FAO

来自东南亚的东方果实蝇（Bactrocera dorsalis）也不遑多让，它们也具有很高的入侵性，在过去30年内，其足迹遍布超过65个国家。它们可以危害200多种水果和坚果植物，最常在芒果、木瓜和鳄梨的果实中产卵。很多人应该都会对实蝇的卵孵化的幼虫——蛆虫很熟悉。这些蛆虫会吸取未完全成熟的果实的营养，导致它们过早地变干、掉落，也更容易被细菌和真菌感染，进而让很多种植户失去收入来源。

寄生蜂和病毒共生

为了防治这两种实蝇，不同地区的人们尝试了各种各样的方法，例如在叶子和土壤中喷洒杀虫剂，使用诱饵喷雾，以及释放数百万只不孕雄性干扰等。

一种可靠又环保的控制方法也一直备受人们的关注，那就是在实蝇所在的环境中释放它们的天敌寄生蜂。一般来说，寄生蜂可能只能寄生于1~2种实蝇。但也存在特例，比如其中凶猛的前裂长管茧蜂（Diachasmimorpha longicaudata）就能寄生在包括地中海实蝇和东方果实蝇在内的很多种实蝇的幼虫中。它也因此受到了很多研究人员的关注，被大量研究。

从左到右依次为地中海实蝇、东方果实蝇和前裂长管茧蜂，图片来源于维基百科

在产卵时，雌性前裂长管茧蜂会在快成熟果实的周围寻觅，并根据声音找到实蝇的蛆虫。随后，它们会利用尾部长长的产卵器，将卵注入实蝇的蛆虫中。进入蛆虫体内后，这些茧蜂卵需要对抗蛆虫的免疫系统，如果稍有不慎，反而就成了送上门的食物。不过好在雌性前裂长管茧蜂并不心大，它们给自己的后代留下“代代相传”、保平安的利器——昆虫痘病毒（DlEPV）和弹状病毒（DlRhV）。

研究人员发现前裂长管茧蜂和这两种病毒长期处于互惠共生的关系之中。在雌性的前裂长管茧蜂逐渐成熟时，这些病毒会在它们的毒腺中大量复制，让毒腺变成彩虹蓝色。最终，每只雌性前裂长管茧蜂的毒腺平均会含有超过60亿个病毒基因组的拷贝。在产卵时，它们也会将这些病毒和自己的卵一起注入蛆虫体内。

图片为前裂长管茧蜂的毒腺样本，蓝色的荧光为DlEPV颗粒（上），下图的前裂长管茧蜂由于缺乏DlEPV，因此没有发出蓝色荧光 图片来源于Kelsey A. Coffman

2005年，一项发表于《昆虫生理学杂志》（Journal of Insect Physiology）的研究显示，这两种病毒进入蛆虫体内后，会在其血细胞和表皮细胞中复制。DlEPV可以抑制蛆虫的多种免疫方式，包括破坏抗病毒免疫和多种防御机制。这会促进病毒在蛆虫体内大量复制，产生致病性。一项于2020年发表的研究也显示，得益于DlEPV的高致病性，前裂长管茧蜂的寄生才能取得重大成功，而如果没有DlEPV，前裂长管茧蜂的寄生成功率会明显降低。

“回收”病毒

在研究人员看来，前裂长管茧蜂和DlEPV之间的关系其实有点奇怪。他们更常在寄生蜂中看到的是内源性病毒，也就是病毒会将自身的基因组整合到寄生蜂的基因组中。在寄生蜂逐渐接近成熟时，这些病毒的基因就会在寄生蜂的生殖组织中大量表达，产生高密度的病毒颗粒。相比之下，DlEPV并没有整合到前裂长管茧蜂的基因组中，而是拥有复制的自主性。

不过，这或许反而为前裂长管茧蜂提供了更大的优势。拥有内源性病毒的寄生蜂可以寄生的宿主通常较少，而前裂长管茧蜂能在更广泛的宿主中寄生。不过，这种互惠共生的关系也有一个缺点，那就是前裂长管茧蜂需要一代代接力，将母亲放出去的一部分DlEPV（或者病毒的新拷贝）重新收集到自己的毒腺中。

2022年，美国佐治亚大学的研究人员在《美国科学院院刊》（PNAS）上发表了一篇论文，揭示了前裂长管茧蜂幼虫重新获得DlEPV的方式，主要是从被感染的蛆虫体内回收一部分病毒）。DlEPV可以从前裂长管茧蜂幼虫的角质层，进入它们体内，并最终汇聚到毒腺。在前裂长管茧蜂中，这个过程会随着一代代，一次次地重复。他们的研究也再次证实了DlEPV对于前裂长管茧蜂的关键作用，如果没有这种病毒，它们的后代很难在实蝇体内存活，它们成功变成成虫的成功率只有1.3%，而有这种病毒之后，成功率提高到了平均52.3%的水平。

更全面的生物防治

不过随着地中海实蝇和东方果实蝇的脚步仍在进一步扩张，为了避免它们给某一个地区带来毁灭性的打击，研究人员对这些寄生蜂的研究仍在继续。

除了造成广泛性危害的实蝇之外，一些危害特定农作物的实蝇也受到了关注。2019年，美国的毛伊岛和夏威夷群岛的油橄榄产业受到了橄榄果蝇（Bactrocera oleae，实蝇科）的威胁。橄榄果蝇的卵不到1毫米，除非人们用刀将果实切开，否则无法发现虫卵。为了避免油橄榄产业毁于一旦。在一项2023年12月发表于《科学·报告》（Scientific Reports）的研究中，科学家前后将两种实验室培养的寄生蜂引入了毛伊岛和夏威夷群岛，以测试它们对橄榄果蝇的抑制作用。

橄榄果蝇对油橄榄的破坏 图片来源：美国夏威夷州农业局

他们发现两种新的寄生蜂都能寄生橄榄果蝇的幼虫，且二者具有不同的寄生优势。例如其中一种寄生蜂杀伤性更强，另一种更适合在高海拔的地区清除橄榄果蝇。这也为在全球更有效地控制实蝇带来的破坏，提供了一种绿色且环保的生物防治措施。

而随着更多的研究关注寄生蜂，我们也会更容易找到更多实蝇的致命敌人——寄生蜂和隐藏的共生病毒。

东方果实蝇在中国十分常见，如果吃水果时遇到虫蛀，大概率是东方果实蝇的幼虫。

https://theconversation.com/in-hawaii-parasites-and-viruses-team-up-in-the-battle-against-fruit-flies-an-entomologist-explains-the-implication-for-global-pest-control-234780

https://kelseyacoffman.com/wp-content/uploads/2022/09/JVI.02059-19.pdf

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32024779/

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.17485

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022191005000223?via%3Dihub

https://platform.fruitflies-ipm.eu/wp-content/uploads/2022/01/5-EXPERT-SERVICES-INTERCEPTION-AND-DETECTIONA-Guide-to-the-Major-Pest-Fruit-Flies-of-the-World.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Diachasmimorpha_longicaudata

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27779241/

https://www.nature.com/articles/s41598-023-49999-x

https://entnemdept.ufl.edu/creatures/beneficial/d_longicaudata.htm

https://entnemdept.ufl.edu/creatures/beneficial/d_longicaudata.htm