科學新發現!蝠蠅的“毒王”寄生指南

在自然界中,生物之間複雜的相互作用一直是科學家們孜孜不倦探索的主題。其中,寄生關係因其獨特性和潛在的生態影響而備受關注。在衆多寄生生物中,有一種特殊的昆蟲——蝠蠅,它不僅是蝙蝠的專性寄生蟲,還可能在病原體傳播中扮演重要角色。

近日,中國科學院動物研究所的科學家們對蝠蠅展開了深入研究,揭示了這種神秘生物的適應性演化機制及其在病原體傳播中的潛在作用,爲我們打開了一扇認識微觀世界的新窗口。

蝠蠅是一類專門寄生在蝙蝠體表的昆蟲,它們的生存完全依賴於宿主蝙蝠。長期的共同進化使得蝠蠅在形態和生理上都發生了顯著的適應性變化。通過比較基因組學的分析結果,科研人員發現了一系列與蝠蠅適應寄生生活相關的特徵性基因。

這些基因的變化揭示了蝠蠅在進化過程中的一些關鍵適應。首先,蝠蠅失去了眼睛和翅膀,這反映了它們對飛行能力的捨棄,因爲在宿主體表生活使得它們不再需要這些器官。相反,蝠蠅進化出了長而粗壯的腿部,這使得它們能夠更好地在蝙蝠濃密的毛髮中穿梭自如。

此外,研究還發現蝠蠅與視覺、飛行和晝夜節律相關的基因發生了變化。這些變化表明,蝠蠅在適應蝙蝠的生活習性方面進行了深度調整。例如,蝙蝠多爲夜行性動物,蝠蠅可能相應地調整了自身的生物鐘,以便與宿主的活動週期保持一致。這些發現不僅揭示了蝠蠅的適應性演化機制,也爲我們理解其他寄生生物的進化過程提供了寶貴的參考。

形態怪異的蝠蠅隱匿於蝙蝠毛髮中

(圖片來源:維基百科)

除了適應性演化,這項研究還揭示了蝠蠅在病原體傳播中可能扮演的重要角色。通過小RNA(即small RNA,簡稱sRNA,泛指長度小於200個核苷酸的RNA分子)測序技術,研究人員在蝠蠅體內發現了多種已知和新分類的病毒,包括正鏈RNA病毒、負鏈RNA病毒、雙鏈RNA病毒和DNA病毒等。這一發現表明,蝠蠅不僅是單一病毒的攜帶者,而是多種病毒的“移動儲存庫”。

蝠蠅攜帶如此多樣化的病毒,這一事實引發了科學家們的深思。爲什麼這些微小的昆蟲能夠成爲如此多種病毒的宿主?

這可能與蝠蠅的生活方式密切相關。作爲蝙蝠的專性寄生蟲,蝠蠅長期與蝙蝠保持密切接觸,而蝙蝠本身就是衆多病毒的天然宿主。這種密切的關係爲病毒從蝙蝠傳播到蝠蠅提供了理想的條件。

更令人驚訝的是,研究發現蝠蠅不僅能吸食蝙蝠的血液,還能吸食其他哺乳動物的血液。這一發現暗示着蝙蝠攜帶的病毒可能通過蝠蠅這一“中間媒介”傳播到其他宿主身上。這種潛在的跨物種傳播途徑爲我們理解某些疾病的傳播機制提供了新的視角,同時也警示我們需要更加重視這些看似不起眼的小生物在疾病生態系統中的重要作用。

蝠蠅的常見宿主,普通長耳蝠,廣泛分佈於中國大陸北方地區

(圖片來源:維基百科)

在揭示蝠蠅攜帶多種病毒的同時,研究人員還深入探討了蝠蠅如何與這些病毒共存的問題。他們發現,RNA干擾通路在蝠蠅體內病毒的多樣性和演化中扮演着關鍵角色。

RNA干擾是生物體內一種重要的基因調控機制,也是對抗病毒感染的重要防線。

研究發現,蝠蠅的RNA干擾通路能夠影響病毒的複製和演化。這意味着,蝠蠅並非被動地接受病毒的入侵,而是通過自身的免疫機制與病毒進行着持續的“軍備競賽”。一方面,RNA干擾通路幫助蝠蠅控制體內病毒的數量,防止病毒過度繁殖導致宿主死亡;另一方面,這種機制也給病毒施加了選擇壓力,促使病毒不斷進化以逃避宿主的免疫監控。

這種複雜的相互作用機制不僅解釋了爲什麼蝠蠅能夠同時攜帶多種病毒而不至於被病毒殺死,也爲我們理解病毒的演化過程提供了新的見解。這一發現對於研究其他媒介生物與病原體之間的相互作用具有重要的啓示意義,可能爲未來的疾病防控策略提供新的思路。

某蝠蠅新種的新體[新體(neosome):指某些寄生蟲在宿主體內形成的特殊結構。例如雌性蝠蠅會鑽入宿主的皮膚,其身體會發生顯著變化,形成一個囊狀結構,稱爲新體]

(圖片來源:參考文獻2)

在這項研究中,科研人員不僅獲得了豐富的科學發現,還建立了一套針對非模式媒介物種(即不常見的媒介物種)的研究平臺,爲研究類似蝠蠅這樣的非常規研究對象提供了有力工具。傳統上,大多數病原體傳播研究集中在蚊子、蜱等常見媒介生物上,而像蝠蠅這樣的特殊媒介往往被忽視。

然而,這些看似不起眼的生物可能在某些疾病的傳播鏈中扮演着關鍵角色。新的研究平臺爲我們深入瞭解這些非模式媒介物種提供了可能,有助於我們更全面地理解疾病傳播的生態網絡。

例如,通過這一平臺,研究人員可以在實驗室條件下模擬蝠蠅吸血和傳播病毒的過程,觀察病毒在不同宿主之間的傳播動態。這種方法不僅可以幫助我們瞭解蝠蠅在病毒傳播中的具體作用,還可以爲預測和防控潛在的疾病爆發提供重要依據。

此外,該研究平臺的建立也爲其他類似的非模式生物研究提供了範例。它展示瞭如何將先進的分子生物學技術應用於傳統上難以研究的物種,爲生態學和流行病學研究開闢了新的可能性。

這項關於蝠蠅的研究不僅揭示了這種特殊昆蟲的演化奧秘,也爲我們理解複雜的宿主-寄生蟲-病原體互作系統提供了新的視角。它提醒我們,在自然界中,即使是最微小的生物也可能在生態系統和疾病傳播中扮演重要角色。隨着研究的深入,我們或許能夠更好地預測和防控潛在的疾病威脅,爲人類健康保駕護航。

參考文獻:

出品:科普中國

作者:可可(科普創作者)

監製:中國科普博覽