实验室的显微镜下,一群单细胞生物正挤在比它们身体还窄的通道里。它们没有掉头,没有犹豫,只是不停地往前拱——一直拱,一直拱。研究这种生物的人说,它们像机器人。
这些"机器人"里,有一位大名鼎鼎的亲戚:福氏耐格里阿米巴,更多人叫它"食脑阿米巴"。它平时在温暖的淡水里吃细菌,和人类井水不犯河水。但在极少数情况下,它会被冲进游泳者的鼻腔,然后一路向上,穿过鼻黏膜、沿着嗅觉神经,最终抵达大脑。到了那里,它会破坏并吞噬脑组织,随后开始繁殖——后果几乎总是致命的。
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美国每年报告的耐格里阿米巴感染通常不到10例,多发生在夏季的游泳场所,但几乎每一例都以死亡告终。这个数字很小,小到大多数人一辈子都不会遇到;可它背后的生物学问题一直悬着:一个只会吃细菌的池塘居民,凭什么能完成从鼻孔到大脑这段漫长旅程?
它不是在"游",更像是在"钻"
马萨诸塞大学阿默斯特分校的细胞生物学家莉莉安·弗里茨-莱林和她的团队,把目光投向了这类阿米巴的运动方式。研究成果发表在《美国国家科学院院刊》上,日期是9月10日。
他们研究的对象不是那个会致命的福氏耐格里阿米巴,而是它的一个无害近亲——格氏耐格里阿米巴。两者共享许多行为特征。弗里茨-莱林的说法很实在:"和一个不会杀死你的东西打交道,安全得多。"
研究人员把阿米巴放在底部是玻璃、内部刻有狭窄微通道的培养皿里,在显微镜下观察它们怎么移动。结果有些出人意料:这些阿米巴能挤过比自己身体还窄的通道,而且看起来对探索这件事相当有兴趣。当它们遇到一个通道入口时,极少选择离开。更奇怪的是, confinement 有时反而让它们跑得更快——在被测试的最大通道里,阿米巴的速度仍然是在通道外细胞的两倍。
弗里茨-莱林用了一个词形容这种状态:"它们就是走啊走啊走。"
这种"一根筋"可能是把双刃剑
研究团队还测试了另一种阿米巴,没有观察到同样的行为。这让耐格里阿米巴的"执着"和"速度"显得格外突出。
弗里茨-莱林推测,这些特性大概是为了适应在池塘沉积物中捕食细菌而演化出来的——在那种环境里,缝隙多、猎物散,不钻、不追、不坚持,就吃不上饭。换句话说,这套本事本来是用来谋生的。
但同一套本事,换个场景就可能变成灾难。弗里茨-莱林说,把它放在"错误的时间、错误的地点",它就可能造成毁灭性的感染。鼻腔对阿米巴来说不是常规路线,可一旦被冲进去,它那套"不回头、一直钻"的行为模式,恰好帮它完成了这段本不该发生的旅程。
这里需要说清楚的是:这项研究并没有直接证明耐格里阿米巴的感染机制,而是通过研究它的无害近亲,补上了一块此前几乎空白的拼图。弗里茨-莱林自己也承认:"我们对这些生物的基础生物学几乎一无所知。"
为什么这件事值得关注
食脑阿米巴感染之所以让人紧张,不只是因为它致命,还因为它的路径太隐蔽——从鼻腔到大脑,没有伤口,没有明显征兆,等到症状出现时往往已经太晚。而这项研究提供的,是关于"它怎么做到"的第一手行为学观察。
理解一个生物怎么移动、为什么移动,听起来是很基础的问题。但基础问题往往决定了后续所有问题的边界:它为什么能钻进去?为什么大多数时候不钻?有没有办法在它钻之前拦住它?这些问题目前都还没有答案。
弗里茨-莱林团队的观察至少说明了一件事:耐格里阿米巴的"入侵能力"不是凭空出现的,它和这种生物在池塘里谋生的日常技能,用的是同一套工具。工具本身没有恶意,只是被放到了不该放的地方。
至于这套工具的具体运作细节,以及能不能被干预,科学界目前还没有定论。弗里茨-莱林说得很直白:我们知道的,还只是骨架。
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