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Feb. 06 2023

寄生性真菌能否演化出控制人類的能力?

  • 子實體從一隻被蟲草屬真菌殺死的蛾體內冒出來。與蟲草屬有遺傳關聯的蛇形蟲草屬真菌同樣會殺死昆蟲,卻會先讓宿主身體服從自己的命令。PHOTOGRAPH BY ALEX HYDE, NATURE PICTURE LIBRARY

    子實體從一隻被蟲草屬真菌殺死的蛾體內冒出來。與蟲草屬有遺傳關聯的蛇形蟲草屬真菌同樣會殺死昆蟲,卻會先讓宿主身體服從自己的命令。PHOTOGRAPH BY ALEX HYDE, NATURE PICTURE LIBRARY

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《最後生還者》中製造殭屍的真菌確實存在,但還有許多其他真菌也很可怕。在全球500萬種真菌中,有幾百種真菌會對人類造成危險。

一隻螞蟻不再能控制自己的身體,牠爬離蟻巢,險險掛在一片葉子上,等待死亡降臨。此時真菌正在吞噬牠的身體,從牠的頭部冒出來,並將孢子釋放到空氣中。

中央佛羅里達大學的真菌遺傳學家伊恩.威爾(Ian Will)說:「它們就像森林裡又醜又小的耶誕節裝飾。」在該大學內就能發現這些殭屍化的螞蟻。

要是這種寄生性真菌也能對我們做同樣的事,該怎麼辦?

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這就是根據電玩遊戲《最後生還者》(The Last of Us)改編的新電視節目的故事前提,在這部影集中,由於氣候變遷造成暖化,有一種真菌擴散至全球,將人類變成寄生性真菌控制的殭屍。

威爾說:「奇妙的是,這種邏輯關聯確實成立,但不太可能發生在現實生活中。」不過,雖然科學家不擔心真菌會演化出將人類變成殭屍的能力,但氣溫上升確實可能使真菌感染愈加惡化。

寄生性真菌如何感染螞蟻?

據報導,《最後生還者》的創作者尼爾.達克曼(Neil Druckmann)是從一部關於真菌偏側蛇蟲草(Ophiocordyceps unilateralis)感染子彈蟻(bullet ant)的自然影片獲得靈感。蟲草屬是涵蓋物種繁多的昆蟲寄生性真菌,也是熱門的健康補充品。不過,只有蛇形蟲草屬會控制宿主的身體。

紐約植物園的寄生性真菌專家若昂.阿勞若(João Araújo)說,目前已知大約35種蛇形蟲草屬真菌會將昆蟲變成殭屍,但具有這種特徵的真菌可能多達600種。

最先出現的感染表徵是不穩定且異常的行為。科學家認為,寄生性真菌會在宿主腦部周圍生長真菌細胞,控制昆蟲的神經系統,進而控制其肌肉,藉此掌控宿主的身體。威爾說,目前不清楚確切機制是什麼,可能是釋放化學物質或改變昆蟲的DNA。

早在人類出現之前,真菌已經在特定宿主體內不斷改良這種程序。

阿勞若說:「我們的假設是,它們已經共同演化4500萬年左右。」

我們能確定這類真菌不會感染人類嗎?

對真菌而言,要感染任何溫血動物,必須經歷重大的演化改變。

阿勞若說:「如果真菌真的想要感染哺乳類,就需要進行幾百萬年之久的基因變化。」

每一種製造殭屍的真菌都是經歷演化才能感染特定昆蟲,所以特殊的真菌菌株對任何生物都沒什麼影響,只有它們在演化時當作感染目標的生物是例外。舉例來說,有一種蟲草屬真菌演化出感染泰國一種螞蟻的能力,但它無法感染佛羅里達州的另一種螞蟻。

「如果不同種螞蟻之間的跳躍感染很困難,那麼跳躍感染人類絕對是科幻小說。」威爾說:「不過,氣溫會影響真菌感染的想法確實很合理。」

氣溫升高帶來的威脅?

即使沒有寄生性真菌的威脅逐漸迫近,仍然有許多其他真菌令人恐懼。

據估計,全球有數百萬種真菌,目前已知幾百種真菌對人類有危險。保護我們不受真菌嚴重感染的因素之一,是我們溫暖的身體。人類體溫約為攝氏36.7度,對大多數真菌而言太熱,不適合傳播感染──它們偏好的範圍是攝氏25度到30度。

約翰霍普金斯大學醫學院的傳染病專家希穆爾.修漢(Shmuel Shoham)說:「我們罹患皮膚真菌的原因之一,是它們能夠進入皮膚皺褶之間。這些適合真菌增生的部位比較潮濕陰暗,溫度比體溫低。」

他說:「隨著地球暖化,大家擔心環境溫度和體溫之間的落差不會像以往那麼懸殊。」從假設上來說,對於已經演化為可承受較高戶外氣溫的真菌,這種溫度變化也會讓它們更容易在人體內生存。

科學家認為有一種能感染人類的真菌或許是氣溫上升所致,稱為耳念珠菌(Candida auris)。

科學界直到2007年才發現這種真菌,但在2011和2012年,它突然就出現在三個不同大陸。

「它突然就出現了。」約翰霍普金斯彭博公共衛生學院的傳染病專家阿圖羅.卡薩德瓦爾(Arturo Casadevall)說:「我們認為,這種真菌早已存在,多年來它逐漸適應較高的溫度,最後就能突破原本的感染範圍。」

修漢指出,真菌進入血流後,會表現出類似細菌感染的症狀。對於擁有健康免疫系統的人而言,對抗真菌通常不是問題。但許多人就沒這麼幸運了:美國疾病管制與預防中心(Center for Disease Control and Prevention)估計,感染這種真菌的患者有30%至60%的人已死亡,不過他們可能有潛在健康問題,所以很難判定耳念珠菌在其中的作用有多重要。

不過,談到是否可能爆發類似COVID-19的真菌疫情時,卡薩德瓦爾說並非毫無可能。

考慮到這種事件的可能性,他設想說:「我會不會擔心有一種未知的疾病出現並感染免疫健全的人呢?當然會。」

 

延伸閱讀:若流感病毒和呼吸道融合病毒相結合,會發生什麼事? 平均人類體溫是多少?是否正在下降?

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