寄生昆虫的绿藻

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（来源：juebukeyi）

1921 年，英国科学家首次在小飞虫幼虫身上发现这种怪异生物螺旋孢子虫（Helicosporidium spp.）。它有着独特的桶状结构，既不像细菌，也不像常见寄生虫。受限于当时的技术，人们只能粗略把它归为原生动物。

直到科学家成功在实验室纯培养出旋孢子虫，通过基因测序彻底破解身份谜题：它既不是动物，也不是真菌，而是失去光合作用能力的绿藻，也是人类发现的第一种专门寄生昆虫的非光合绿藻。这场跨越近百年的悬疑案，终于落下帷幕。

旋孢子虫的侵染过程，像一场精准的无声偷袭。昆虫喝水或进食时，会不小心吞下它的孢囊。孢囊进入昆虫肠道后迅速裂开，释放出一根带倒钩的丝状细胞。

丝状细胞如同微型钻头，轻松穿透肠壁，钻进昆虫的血腔。

进入血腔后，昆虫的免疫细胞会赶紧来吞噬丝状细胞，但丝状细胞金刚不坏，不仅不死还能转变为能快速分裂的营养细胞，在昆虫免疫细胞内部疯狂繁殖，直到把免疫细胞撑爆。等到数量足够多，一部分营养细胞再次形成孢囊，加速昆虫的死亡。

它的致病方式十分隐蔽，属于缓慢消耗型。被感染的昆虫初期几乎没有症状，照常活动觅食。随着体内虫体不断增殖，昆虫会逐渐变得虚弱、生长迟缓、活动能力下降。

最终，体内被大量细胞和孢囊占据，器官与组织受损，慢慢走向死亡。死亡后的昆虫身体破裂，孢囊回到水中或土壤，继续感染下一个目标，也可通过捕食关系在昆虫间传播。

旋孢子虫的宿主范围很广，目前已知的自然宿主以三类昆虫为主：双翅目的蚊子、黑蝇、蠓等小飞虫；鞘翅目的小蠹虫、象甲等甲虫；少数蛾类幼虫也会被感染。此外，它还能寄生螨虫、水蚤等小型无脊椎动物，在静水、潮湿环境中广泛存活。

这位曾身份成谜的绿藻 “伪装者”，凭借独特的生存方式，成为自然界中低调又神奇的昆虫病原菌，也为生物进化与害虫防治研究提供了珍贵线索。

题目：

研究背景：螺旋孢藻（Helicosporidium spp.）是一种无叶绿素的寄生绿藻，可感染鳞翅目、双翅目等多种昆虫；其感染始于宿主取食包囊，包囊在中肠破裂释放丝状细胞，丝状细胞穿透中肠进入血腔，在血淋巴中大量增殖并形成新包囊。

图 1

(1) 观察图 1A、1B，甜菜夜蛾口服螺旋孢藻包囊后 8 小时内，幼虫中肠食物团中大量存在的结构是__________和丝状细胞。

(2) 观察图 1C，螺旋孢藻包囊会__________中肠上皮的微绒毛上，部分包囊会发生破裂。

(3) 观察图 1D，丝状细胞从中肠腔侧要入侵昆虫的血腔时，其特征性倒刺主要朝向中肠腔；从结构与功能相适应推测，倒刺朝向该方向的意义是_______________。

图 3 是螺旋孢藻感染甜菜夜蛾幼虫后，48 h~240 h 血淋巴的光镜图。

(4) 观察图 3A，螺旋孢藻的丝状细胞细胞可被参与免疫的昆虫血细胞__________，从而进入血细胞内部。

(5) 观察图 3D、3E、3F、3G，被吞噬的螺旋孢藻不会被消化清除，反而在血细胞内大量增殖，最终导致血细胞__________，营养体细胞被__________到血淋巴中自由增殖。

(6) 观察图 3H，螺旋孢藻侵染宿主后开始出现包囊的时间是口服包囊后__________天左右。

(7) 结合图 3与免疫知识，螺旋孢藻能在宿主体内大量繁殖的关键免疫逃避策略是：先被血细胞吞噬→在血细胞内__________→破裂细胞释放→在血淋巴中大量增殖。

(8) 螺旋孢藻作为昆虫病原绿藻，其在农业上的潜在应用功能是____________________（写出 1 点即可）。

答案

一、图 1 答案

(1) 包囊

(2) 附着/嵌入

(3) 防止被食物流冲走，利于稳定侵入上皮细胞

(4) 吞噬

(5) 破裂，释放

(6) 4

(7) 增殖（繁殖）

(8) 作为生物防治剂防治农林害虫（或：研究病原与宿主互作、研发新型杀虫材料等）

参考文献

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