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射速36公里每小时研究发现,寄生真菌会 [复制链接]

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最近,科学家们发现一种令苍蝇这种昆虫“闻风丧胆”的寄生真菌,它们会寄生在苍蝇身体内部,并繁殖出无数个小孢子。待时机成熟时,它们会让宿主苍蝇飞到最高处,把苍蝇变成一门“孢子大炮”,向周围喷射孢子。这些孢子得到最有效的扩散,它们其中的一部分会找到新的宿主,继续繁殖。

科学家们称这种病原真菌为“蝇虫霉”(即entomophthoramuscae),它还有一个别名,叫“苍蝇毁灭者”。

科学家们观察了这些真菌的的生存方式。首先,它们会感染并操纵宿主的大脑。然后,在宿主的内脏、器官和身体脂肪被消耗殆尽之前,这些真菌会迫使苍蝇飞到尽可能高的地方定下来。只有当那只可怜的苍蝇身上的营养物质被从内到外被吃掉后,苍蝇的躯体才开始出现裂缝。从苍蝇的腹部冒出来的是一团真菌结构,称为分生孢子团。这些突出的附属物被认为像一把水枪一样工作,里面是高压的液体和“弹丸”(即分生孢子),每一个都是液体加压炮,随时准备往空气中释放孢子。

这种速度极快的“孢子大炮”在几种真菌中都能看到,虽然它们已经吸引了科学家几个世纪,但实际的动力学却大多被忽略了。事实上,“孢子大炮”的喷射速度是最近才测量到的,大约是每小时36公里。

通过使用超高速摄像机观察自制的微型合成大炮模拟的“孢子大炮”,研究人员得以放大这些弹射背后的一些关键机制。他们设计的大炮基本上是一个小型的炮管,充满液体,并用弹丸塞住。通过操纵管子的几何形状、厚度、弹性以及弹丸,研究人员能够分析发射和加压液体在天然真菌中的作用。

这种大真菌也会发射孢子

研究结果显示了真菌孢子是如何到达一个新的寄主的,而事实证明,它们的大小是绝对最大发射距离的最佳选择。虽然在仅仅几厘米的范围内传播微小的孢子看起来并不需要太多,但实际上,这一距离需要非常高的发射速度。否则,这些微小的抛射物不会随风飘散,而且会被空气阻力所淹没,进而不能感染新的宿主。

“虽然较小的弹丸有较高的弹射速度,”研究人员解释道:“但它们也经历较大的空气动力学阻力,我们发现有一个最小的孢子,直径大约为10μm,能够穿过产生孢子的苍蝇周围的静止层(几毫米)。”这意味着孢子本身要比用来加压发射的液体体积要小得多。

科学家模拟的“孢子大炮”

“这证实了自然大小分生孢子的直径必须在27μm到40μm之间,如果太小了,那么它们将很难穿过边界层;而如果太大了,那么它们将很难被周围的气流抬升,无法飘到更远的地方。”

研究这些“苍蝇毁灭者”,可以让科学家们了解更多寄生病原真菌在动物之间的传播方式,有助于进一步认识生态系统中各物种的繁殖方式,和物种间的依赖方式。

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