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近日，日本神户大学的研究人员在《当代生物学》杂志上发表论文，揭露了寄生虫操控螳螂跳水的真相。被金线虫寄生的螳螂会被水塘表面反射的水平偏振光所吸引，从而跳入水中。这项研究首次表明，寄生虫可以操纵宿主特定的光感系统，导致其行为异常，从而实现自身的利益。
大约40%的陆生生物是寄生虫，这也意味着，在野生动物中观察到的各种解剖学和行为变化都可能受到了寄生虫的影响。值得注意的是，许多寄生虫会为了自己的利益改变宿主的形态和行为。操纵宿主的寄生虫是扩展表型（个体基因不仅影响自身的形态和行为，也对其他个体和周围环境有广泛的影响）的典型例子之一，引起了生物学家的极大兴趣。
金线虫寄生在昆虫宿主（如螳螂和蟋蟀）体内，当它们成熟后，便会诱导宿主进入金线虫繁殖的水域（包括池塘和河流），帮助完成其生命周期。100多年来，金线虫究竟如何诱导其宿主进入水中的问题一直困扰着研究人员。
先前，研究人员猜测，水面反射光的亮度会吸引宿主。然而，除了河流和池塘的表面，自然界中还存在许多其他发光环境，如果宿主被自然界中每一处亮光吸引，寄生虫对宿主的操控必定会以失败告终。因此，光亮并不能充分解释宿主跳水的行为。
偏振光指的是光波只往一个方向振荡的光，反射到水体表面的光含有大量的水平偏振光。之前的研究表明，许多节肢动物会利用这种水平偏振光来寻找或避开水。研究人员假设，由金线虫操纵的宿主也会被水平偏振光吸引。他们分别用室内实验和户外实验证实了这一点。与未受感染的个体相比，被金线虫感染的螳螂被水平偏振光吸引的比例更高。
此外，研究人员还发现，许多被寄生虫感染的螳螂会在中午左右进入水中。在实验室实验中，研究人员发现，受感染的螳螂在中午行走较多。这提出了一种新的可能性，即宿主或寄生虫的昼夜节律可能不仅增加了水平偏振光对宿主的吸引力，也提高了宿主的活动水平，最终导致宿主在一天的特定时间内入水。
在自然界中，动物已经进化出了各种不同的能力来感知光的强度、颜色、阴影和偏振。这项研究结果首次表明，寄生虫可以巧妙地操纵这些能力，使宿主表现出对自身有利的行为。这将有助于开发控制动物行为的新方法。
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编译：花花 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《当代生物学》
期刊编号：0960-9822
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210629120804.htm
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