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迷幻蘑菇演化出干扰昆虫大脑的毒素

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发表于 2018-11-25 07:53:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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关于迷幻蘑菇的一件怪事是:它们彼此之间毫无亲缘关系。

一般来说,像赛洛西宾这样复杂而强大的化学物质往往由一群关系紧密的生物产生,并且它们拥有能产生该成分的共同祖先。

然而对于能产生赛洛西宾的迷幻蘑菇来说不是这样,它们来自五个不同远亲家庭的蘑菇品种,其中甚至包括一种地衣。一组美国科学家对此感到好奇,并对其背后的原因有某种直觉。

他们首先鉴定了产生赛洛西宾的基因(结果发现有五个相关基因)并比对不同迷幻蘑菇中发现的基因版本来检验自己的直觉。不出所料,这些基因是同源的。产生赛洛西宾的基因簇是通过一种叫做水平基因转移的方式进入了这些互为远亲的品种中。

在动物、植物和真菌中,当被称为转座子的跳跃基因捎带了其他基因一同发生跳跃时,就可能发生水平基因转移。当两棵真菌相遇时,它们可能会直接交换DNA,而昆虫、病毒或其他第三方载体也可能参与到了交换过程中。

尽管在真菌世界中,蘑菇状的真菌被认为是复杂而精致的物种,很少会以这种方式共享DNA,但它们在这些基因上的例外情况暗示了赛洛西宾是迷幻蘑菇界的抢手货。

但这是为什么呢?换个问法可能更好:咖啡树产生咖啡因,或者古柯类植物产生可卡因对它们来说有什么好处呢?为什么迷幻蘑菇会变“迷幻”?它们可不想来一次迷幻体验。

事实上,大多数天然的消遣毒品——咖啡因、尼古丁、可卡因、吗啡和赛洛西宾——被植物演化出来不是作为杀虫剂,就是作为干扰昆虫大脑的物质。事实上,我们的大脑被它们搅乱得充满愉悦虽然纯粹是巧合,但也说明了一个令人不快的事实,那就是你的大脑和蟑螂的大脑并没有你想象的那么不同。(当然,你和植物也没什么大区别)

在人体内,赛洛西宾被转化为二甲-4-羟色胺,后者会激活与感觉愉悦相关的神经递质5-羟色胺受体并产生吸食毒品般的效果。顺便一提,抗抑郁药5-羟色胺再摄取抑制剂(例如百忧解)的作用分子也是5-羟色胺受体。然而,5-羟色胺并不是人类独有的,所有两侧对称的动物——包括昆虫,以及一些植物和真菌——都会产生5-羟色胺。

植物有足够的理由来用“化学武器”防身:以免被放上沙拉吧台。但是蘑菇呢?大多数产生赛洛西宾的蘑菇要么在木头,要么在粪便上腐生。在这些环境中,它们不仅可能被昆虫吃掉,而且还得与它们竞争食物。白蚁是腐朽原木内真菌的主要竞争者,但是还有其它各种以木头或粪便为食的昆虫与真菌争夺食物。
赛洛西宾可能通过让昆虫遗忘它们进入原木的目的,从而使游戏场向真菌倾斜。另一种5-羟色胺受体拮抗剂5HT-2A使果蝇不知何故忘了吃它们坐在其上的水果。然而,不管它们经历了什么都不会太有趣。毒品引起人类愉悦和上瘾感是因为多巴胺奖励系统,而昆虫缺乏这样的系统。

另一种使蘑菇有毒的化学物质——毒蕈碱——通常也由丝盖伞属中产生赛洛西宾的蘑菇产生,可能有类似的作用。毒蕈碱是大脑神经递质乙酰胆碱的类似物,乙酰胆碱帮助将电脉冲转化为肌肉动作等。虽然没有人知道它对昆虫(如果有的话)的确切影响,但是当人类食用这种蘑菇时,它会引起PSL综合征:出汗过多、流涎和流泪(汗、唾液和眼泪)。然而,最著名的乙酰胆碱类似物,是尼古丁。

腐生蘑菇不是唯一能操纵昆虫的真菌。寄生昆虫的真菌也可以使用类似于神经递质的化学物质来使受害者僵尸化。像白蚁这样的社会性昆虫可能尤其易被搅乱大脑,因为它们的成功取决于其社会性,而不要求强壮的昆虫外壳或需要些微脑力的技能。

在寻找赛洛西宾基因的过程中,科学家们又有了另一个发现:亲缘关系较远的木生腐生真菌的基因差异小于其他环境中的腐生真菌及其近缘真菌。木头和粪便腐生的真菌之间的共同之处可能是共同利益造成的,比如攻击像木质素这样坚韧的植物纤维和驱赶与之竞争的昆虫。他们共同的生存环境似乎比共同的祖先更能引导基因结构,我认为这是个相当惊人的事实。

作为粪便和枯木中真菌和昆虫之间化学战的结果,腐生蘑菇可能是寻找新的神经活性药物的好地方。在这样的环境中的真菌可能是神经递质靶向药物名副其实的工厂。虽然它们最初的打算是把昆虫从游戏中踢出局,但是没有人知道它们可能会在无意中为我们带来什么有价值和有趣的影响。

来源:百家号
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