多刺头蠕虫使虾失去嗅觉,无法察觉鱼类捕食者

感染了多刺头蠕虫的虾失去了它们闻到食肉鱼或受伤虾存在的能力,并执行反捕食行为。这可能会增加它们被吃掉的可能性,从而将寄生虫传递给下一个宿主。

与许多水生动物一样,淡水虾可以通过嗅觉发现鱼类捕食者的存在并采取躲避行动。然而,如果一种多刺头蠕虫在虾体内定居,这种抗寄生虫行为就会被推翻,虾更有可能被吃掉,而蠕虫则会在其生命周期中被传递到下一个宿主。

查尔斯·斯通(Charles Stone)和贾尼斯·摩尔(Janice Moore)最近也这么做了扩展这些观察并表明,虾也失去了从其他处于危险中的虾那里闻到警报信号的能力。这些发现为这类寄生虫感染它们的节肢动物宿主时所发生的令人着迷的行为操纵增加了一套已知的行为操纵。

多刺头蠕虫得名于长有一排向后指向的刺的喙,它们用这些刺刺入脊椎动物宿主的肠道,以固定宿主。它们属于棘头动物门,都是寄生的,生命周期中也包括无脊椎动物宿主。

棘头鳄一种棘头鳄的喙。图片来自wiki commons。
鼻部Rhadinorhynchus种acanthocephalan。图片来自wiki commons。

一些物种以虾(片脚类)作为中间宿主,以鱼类、哺乳动物或在水生环境中觅食的鸟类作为最终宿主。寄生虫的卵随脊椎动物宿主的粪便排出,如果被虾吃掉,它们会孵化,胚胎会穿过肠壁,在体腔中发育。在这里,它们长成了一个叫做囊壳鱼的幼鱼,如果它的虾宿主被吃掉,囊壳鱼就会感染鱼。

片脚类动物是许多淡水鱼和鸭子等鸟类的食物。当它们闻到食肉鱼的存在时,它们会对鱼的气味(称为化学信号或kairomons)做出反应,从而降低被捕获的可能性。例如,它们潜入水底寻找遮蔽物,不那么活跃,聚集在一起,不太可能被发现漂浮在水体中。它们以类似的方式对其他虾发出的警报化学物质(或信息素)做出反应。

在Stone和Moore的研究中,将受感染的虾和未受感染的虾对这些气味的反应进行了比较。把每只虾单独暴露在水中,要么是绿太阳鱼已经游了24小时的水(含有kairomons),要么是含有模拟受伤生物的虾提取物(含有警报信息素)的水。在试验水箱中,研究人员放置了一块不透明的黑色玻璃制成的避难所,用腿支撑着,并放置在水箱底部的中心。

观察5分钟,记录从庇护所爬出或在庇护所上或下面游出的时间。然后加入测试水,并记录同样的行为5分钟。对暴露在这些气味前后的虾的行为进行了比较。

钩端蝽是美国淡水鱼的一种寄生虫。图像https://www.state.me.us/ifw/fishing/health/vol4issue9.htm
Leptorhynchiodes thecatus美国淡水鱼的一种寄生虫。图像https://www.state.me.us/ifw/fishing/health/vol4issue9.htm

囊壳藻的存在对未处理的水中的虾的行为没有影响,但受损虾的警报信息素显著降低了它们的活性,并使它们在避难所的时间增加了一倍。相反,警报信息素对受感染的虾没有影响。

来自捕食鱼的氯胺酮也使未受感染的虾的活性降低,使用避难所的时间增加,但程度不如警报信息素。然而,受感染鱼类的避难使用实际上略有减少。作者得出结论,受感染的虾没有感觉到暗示危险的刺激。

不幸的是,在这项研究中产生的鱼的kairomones和虾的警报信息素的性质和浓度是未知的,它们很可能是复杂的化学混合物。这导致了行为记录的变化是定性的而不是定量的。有效成分的分离是可取的,但无疑具有挑战性。

很容易预测,对发出危险信号的气味失去反应将导致更大的捕食风险,而这反过来又将有利于寄生虫。然而,不幸的是,斯通和摩尔并没有进行验证这一假设的实验类似反应的调查另一种未受感染的片脚类动物发出的信息素警报表明它们确实有反捕食者的作用;增加了绿太阳鱼攻击虾的时间。

寄生虫引起的行为改变增加了寄生虫从猎物宿主传播到捕食者宿主的机会的结论性证明是罕见的。然而,约翰·霍姆斯和同事们在20世纪70年代用它和另一种以鸭子和麝鼠为最终宿主的棘头鱼做了这个实验。绿头鸭和麝鼠食用的感染棘头蚴的虾明显更多多功能的脉比未感染的虾。

植物的地理趋化和光趋化反应p .脉被囊藻改变。与未受感染的虾不同,它们向上游向阳光,靠近在水面觅食的鸭子或麝鼠。此外,它们产生了一种“依附反应”,导致它们紧紧抓住漂浮的植物,因此被意外吃掉。

Janice Moore发表了发人深思的回顾寄主行为中寄生性诱导变化的研究进展,建议作进一步阅读。

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