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喪屍蟬瘋狂交配至爆肚的秘密:真菌釋放迷幻化學物質

2018/8/1 — 18:06

蟬,圖片來源:維基百科

蟬,圖片來源:維基百科

試想像經歷了 17 年的地底生活後,你要破土而出準備交配,完成物種的繁衍使命,卻發現原來下半身都經已不存在,你會有什麼感受?

這正是北美周期蟬的悲哀。北美現時有 2-5% 周期蟬在鑽入地底前已有蟬團孢霉 (Massospora cicadina) 黏在外骨骼上,並在破土而出之時逐步入侵蟬的腹部。

受感染的雄性周期蟬除了一般正常地與其他雌性交配,傳播真菌孢子至雌性外,亦會扮成雌性求偶,不斷拍動翅膀吸引雄性靠近,增加孢子傳播機會。同時,由於越來越多真菌孢子在蟬腹生長,蟬會膨脹甚至斷開兩截,露出白色粉末般的孢子散播到空氣與泥土之中,有研究人員更稱之為「會飛的死亡鹽罐」。

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受蟬團孢霉感染爆肚的周期蟬屍體
Credit: Cooley, J. & et al. (2018).

受蟬團孢霉感染爆肚的周期蟬屍體
Credit: Cooley, J. & et al. (2018).

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到此時此刻受感染的周期蟬仍未死亡,繼續瘋狂在爆肚情況下與其他蟬「交配」散播蟬團孢霉。不過,到底這種 1879 年已發現的真菌與其造成的奇怪周期蟬行為,背後化學機制是怎樣,人類一直毫無頭緒。

直至西維珍尼亞大學真菌專家 Matt Kasson 與同事,在 2016 年五月搜集了 150 隻不幸的周期蟬後才開始對蟬團孢霉有更多了解。在搜集這批周期蟬後,團隊隔年亦搜集了另一批受感染周期蟬,並開始檢驗當中的化學成份。

之前曾有份發表過喪屍蟬的學者 Greg Boyce 在第二批搜集的周期蟬體內,發現大量迷幻蘑菇的主要迷幻劑成份裸蓋菇素 (psilocybin) ,令其大感意外,因為學界未曾在迷幻蘑菇以外的真菌發現裸蓋菇素,而蟬團孢霉與迷幻蘑菇的共同祖先已經要追溯至 9 億年前。

令人意外的事情不止於此。 Boyce 再度深入檢查蟬團孢霉後,發現當中有卡西酮 (cathinone) 這種安非他命 (Amphetamine) 成份,卡西酮同樣未曾於真菌見過,但通常出現於中東與非洲東北(又稱非洲之角)人嚼碎食用的巧茶 (khat plant) 之中。而團隊其後對比受感染以及未受感染的周期蟬化學成份,顯示後者體內並無上述迷幻成份,換言之蟬團孢霉能夠在受感染周期蟬中製造迷幻劑。

到這一刻, Kasson 突然想起,裸蓋菇素在美國屬第一級毒品,如果被美國緝毒局 (DEA) 發現不知如何是好。結果他立即電郵 DEA 解釋事件。不過,連 DEA 都未曾遇過這種情況。結果經過多番討論, DEA 認為裸蓋菇素的數量太少,且團隊並無計劃將找到的裸蓋菇素作非法用途,容許團隊不需持任何批文繼續研究。

話雖如此, Kasson 向《大西洋》雜誌的科學作家 Ed Yong 表示,食用一打或以上受感染周期蟬仍可能仍會變得亢奮,大家切勿以身犯險。 Kasson 懷疑,在感染蟬團孢霉初期周期蟬體內的迷幻成份可能更高,以幫助真菌控制這倒霉鬼,但暫時仍待進一步調查確認。

至於卡西酮與裸蓋菇素如何影響行為呢?團隊估計,卡西酮可能在周期蟬失去下身時,令其仍有活力。至於裸蓋菇素的角色就較難解釋。因為裸蓋菇素會令人產生幻覺,但未曾證明在昆蟲身上有同樣效果。此前曾有研究指,迷幻蘑菇演化出裸蓋菇素有驅蟲之用,亦會減低昆蟲的食慾。團隊認為透過過這種功效,蟬團孢霉可減少周期蟬的覓食行為,繼續不停地交配。

報告:
Boyce, G., Gluck-Thaler, E., Slot, J.C. & et al. (2018). Discovery of psychoactive plant and mushroom alkaloids in ancient fungal cicada pathogens. bioRxiv 375105; doi: 10.1101/375105

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