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喪屍蟬真菌傳播:瘋狂交配至爆肚吧!

2018/2/28 — 17:04

幾個月前講過喪屍蟻真菌 O. kimflemingiae ,但其實生物界內還有其他寄生真菌能改變昆蟲甚至哺乳類的行為,其中一種就是蟬團孢霉 (Massospora cicadina)

故名思義,蟬團孢霉是一種影響蟬,尤其是北美周期蟬的真菌。這種真菌早在 1879 年已被發現,但其生命周期一直未被了解。而所謂周期蟬是指生命周期為 13 或 17 年的蟬(又簡稱為十七年蟬或十三年蟬),牠們的幼蟲孵化後隨即鑽入地底,餘下一生絕大多數時間都在地底,靠吸食樹根的汁液生存。在第十三年或十七年後,同種蟬的若蟲 (nymph) 同時破土而出,在4-6周內羽化、交配、產卵、死亡,而卵孵化後就進入新的物種生命周期。

然而,北美現時有 2-5% 周期蟬在鑽入地底前已有蟬團孢霉黏在外骨骼上。到差不多時候周期蟬出土時,蟬團孢霉會因外骨骼化學成份改變而甦醒,並逐步入侵蟬的腹部——這就是蟬團孢霉感染周期第一階段。

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在第二感染階段,受感染的雄性周期蟬除了一般正常與雌性交配,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之中。當然事情並不會這麼簡單:「喪屍蟬」仍會在爆肚情況下繼續試圖與其他蟬交配,將真菌傳得更遠。然後,孢子就會黏到新一代蟬幼蟲,周而復始地延續蟬團孢霉的生命周期。

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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未受蟬團孢霉感染的雄性周期蟬(左)性器官被受感染的雌性(右)撕咬。
Credit: Cooley, J.R. & et al. (2018).

未受蟬團孢霉感染的雄性周期蟬(左)性器官被受感染的雌性(右)撕咬。
Credit: Cooley, J.R. & et al. (2018).

有份參與研究的康涅狄格大學生態及演化生物學家 John Cooley 指,這是終極的演化競賽,但蟬明顯處於下風,無法以長生命周期避過真菌感染。他又相信未來將會有更多類似的真菌感染機制被發現,或會帶來更多科學突破。無論聽起來如何恐怖,蟬團孢霉早已與周期蟬共存至少百多年,正如侏儸紀公園的名言所云: Life will find its way.

參考:
Hancock, E. (22 February 2018). Invasion of the Body-Snatching Fungus. UConn Today. Retrieved from: https://today.uconn.edu/2018/02/invasion-body-snatching-fungus/
Cooley, J.R., Marshall, D.C. & et al. (2018). A specialized fungal parasite (Massospora cicadina) hijacks the sexual signals of periodical cicadas (Hemiptera: Cicadidae: Magicicada). Scientific Reports volume 8, Article number: 1432(2018). doi:10.1038/s41598-018-19813-0

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