一种真菌寄生虫最终被捕获，揭示了它是如何通过操纵寄主的神经系统来让普通的苍蝇变成无畏的攀爬者，并在它们行动狂热地寻找高处后死亡。
一种真菌寄生虫最终被捕获，揭示了它是如何通过操纵寄主的神经系统来让普通的苍蝇变成无畏的攀爬者，并在它们行动狂热地寻找高处后死亡。
受感染的果蝇，翅膀向上，真菌生长。（卡罗琳·艾利亚/哈佛大学）
美国哈佛大学的研究人员对感染了果蝇（Drosophila melanogaster）的真菌（Entomophthora muscae 或者E. muscae）进行了实验，发现寄主蝇的大脑内部时钟和激素产生系统参与了推动真菌寄生虫寄主寻找高处最后死亡的行为。
这种被称为"登顶行为"的真实恐怖电影行为最终使它们寄生的苍蝇能够感染更多的寄主。它们栖息在离地面很远的地方，伸出喙并释放一滴粘性液滴将自己粘附在表面上，使它们的翅膀戏剧性地高高举起，采取一种惊人的僵尸姿势，将真菌孢子暴露在空气中。
"僵尸"苍蝇的行为多年来一直令科学家着迷，负责这种行为的机制大部分仍是个谜。直到现在，还没有人观察到苍蝇生命最后几个小时的僵尸行为。
首席作者、细胞生物学家兼自称僵尸学家的卡罗琳·埃利亚表示："我们发现，登顶行为并不是在攀爬，实际上是在苍蝇死亡前大约两个半小时开始的这种运动活动的迸发。"
由于实时识别登顶的苍蝇很困难，研究人员使用机器学习来辅助研究。它提醒他们观察和收集登顶苍蝇的组织，提供了一种测量行为和识别涉及的基因和神经元的工具。
僵尸苍蝇在木销上摆出最后的姿势。（卡罗琳·艾利亚/哈佛大学）
实验揭示了僵尸苍蝇在死亡前的2.5小时内突然加速的现象。组织检查表明，真菌细胞主要靶向苍蝇大脑中负责管理昼夜节律和神经分泌系统的特定区域，导致特定激素的释放。
埃利亚说："当我们静默这些神经元时，苍蝇的登顶能力明显下降。""我们认为真菌实际上是通过操纵这些神经元的活动来促使激素的释放，进而导致苍蝇产生这种运动迸发活动。"
此外，研究人员发现，E. muscae真菌感染会增加血脑屏障的渗透性，使得苍蝇血液中的物质能够影响其大脑。
埃利亚说："我们认为这可能对真菌驱动行为变化的方式很重要。"
研究人员发现登顶苍蝇和对照组苍蝇之间某些血液成分的水平存在差异。将登顶苍蝇的血液输入对照组苍蝇体内会引起一阵运动，表明血液中的物质对登顶行为起到了一定的贡献。
埃利亚解释道："我们已经证明，通过输注苍蝇血液，至少部分地可以重现这种登顶行为。"
僵尸苍蝇在小瓶顶部摆出最后的姿势。（卡罗琳·艾利亚/哈佛大学）
E. muscae真菌的僵尸入侵始于感染孢子降落在寄主苍蝇身上。真菌通过酶破坏表皮，进入寄主并从内部"吃掉"它。
这个可怕的消化过程从苍蝇的营养储备开始，保留了神经系统、肌肉、肠道和生殖器。在此期间，苍蝇可以进食、繁殖，享受作为苍蝇的生活。
最终，真菌开始以苍蝇仍然活着的状态下摄取消化系统和生殖器为食。然后，真菌触发了一系列疯狂的行为，使苍蝇疯狂行动，最终导致苍蝇寄主的死亡。
这种恐怖的消亡过程有其规律性；真菌在苍蝇喙中的生长具有胶状效果，使昆虫无法动弹。在苍蝇即将死亡时，它的翅膀从背部上升并远离身体，为真菌提供了一个顺利的出口，并促进了它继续传播的旅程。
埃利亚解释说："真菌通过形成非常专门的临时结构来跳跃到新寄主，这些结构会穿透苍蝇的皮肤，并将孢子射入环境中，这些孢子在数小时后就会失效。"她说："这是一个短暂的过程，因此对于生存来说，有一个有利的位置非常重要。"
你可能可以在噩梦中想象，苍蝇固定在高处的死亡床位使得快速喷射孢子的火炮可以达到最大的新寄主。更可怕的是，真菌还有其他传播孢子的方法，但没有一个适合所有年龄段。
作者总结道："宿主昼夜节律网络参与调节增加的运动活动，我们现在对登顶行为有了更深入的理解。"
"然而，我们的数据并未解释这种行为的时机是如何在僵尸苍蝇系统中确定的。"
因此，这回答了一些问题，但仍需要进一步研究来确定真菌（E. muscae）是否具备时间感知能力，涉及哪些化学物质以及真菌细胞是否必须实际到达大脑才能引发完整的登顶反应。
埃利亚表示："这里仍然有许多未解的问题，真菌到底在做什么仍然是个谜。"
该研究发表在eLife杂志上。