迷幻蘑菇演化出干擾昆蟲大腦的毒素
關(guān)于迷幻蘑菇的一件怪事是:它們彼此之間毫無親緣關(guān)系。
一般來說,像賽洛西賓這樣復(fù)雜而強(qiáng)大的化學(xué)物質(zhì)往往由一群關(guān)系緊密的生物產(chǎn)生,并且它們擁有能產(chǎn)生該成分的共同祖先。
然而對于能產(chǎn)生賽洛西賓的迷幻蘑菇來說不是這樣,它們來自五個(gè)不同遠(yuǎn)親家庭的蘑菇品種,其中甚至包括一種地衣。一組美國科學(xué)家對此感到好奇,并對其背后的原因有某種直覺。
他們首先鑒定了產(chǎn)生賽洛西賓的基因(結(jié)果發(fā)現(xiàn)有五個(gè)相關(guān)基因)并比對不同迷幻蘑菇中發(fā)現(xiàn)的基因版本來檢驗(yàn)自己的直覺。不出所料,這些基因是同源的。產(chǎn)生賽洛西賓的基因簇是通過一種叫做水平基因轉(zhuǎn)移的方式進(jìn)入了這些互為遠(yuǎn)親的品種中。
在動(dòng)物、植物和真菌中,當(dāng)被稱為轉(zhuǎn)座子的跳躍基因捎帶了其他基因一同發(fā)生跳躍時(shí),就可能發(fā)生水平基因轉(zhuǎn)移。當(dāng)兩棵真菌相遇時(shí),它們可能會(huì)直接交換DNA,而昆蟲、病毒或其他第三方載體也可能參與到了交換過程中。
盡管在真菌世界中,蘑菇狀的真菌被認(rèn)為是復(fù)雜而精致的物種,很少會(huì)以這種方式共享DNA,但它們在這些基因上的例外情況暗示了賽洛西賓是迷幻蘑菇界的搶手貨。
但這是為什么呢?換個(gè)問法可能更好:咖啡樹產(chǎn)生咖啡因,或者古柯類植物產(chǎn)生可卡因?qū)λ鼈儊碚f有什么好處呢?為什么迷幻蘑菇會(huì)變“迷幻”?它們可不想來一次迷幻體驗(yàn)。
事實(shí)上,大多數(shù)天然的消遣毒品——咖啡因、尼古丁、可卡因、嗎啡和賽洛西賓——被植物演化出來不是作為殺蟲劑,就是作為干擾昆蟲大腦的物質(zhì)。事實(shí)上,我們的大腦被它們攪亂得充滿愉悅雖然純粹是巧合,但也說明了一個(gè)令人不快的事實(shí),那就是你的大腦和蟑螂的大腦并沒有你想象的那么不同。(當(dāng)然,你和植物也沒什么大區(qū)別)
在人體內(nèi),賽洛西賓被轉(zhuǎn)化為二甲-4-羥色胺,后者會(huì)激活與感覺愉悅相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺受體并產(chǎn)生吸食毒品般的效果。順便一提,抗抑郁藥5-羥色胺再攝取抑制劑(例如百憂解)的作用分子也是5-羥色胺受體。然而,5-羥色胺并不是人類獨(dú)有的,所有兩側(cè)對稱的動(dòng)物——包括昆蟲,以及一些植物和真菌——都會(huì)產(chǎn)生5-羥色胺。
植物有足夠的理由來用“化學(xué)武器”防身:以免被放上沙拉吧臺(tái)。但是蘑菇呢?大多數(shù)產(chǎn)生賽洛西賓的蘑菇要么在木頭,要么在糞便上腐生。在這些環(huán)境中,它們不僅可能被昆蟲吃掉,而且還得與它們競爭食物。白蟻是腐朽原木內(nèi)真菌的主要競爭者,但是還有其它各種以木頭或糞便為食的昆蟲與真菌爭奪食物。
賽洛西賓可能通過讓昆蟲遺忘它們進(jìn)入原木的目的,從而使游戲場向真菌傾斜。另一種5-羥色胺受體拮抗劑5HT-2A使果蠅不知何故忘了吃它們坐在其上的水果。然而,不管它們經(jīng)歷了什么都不會(huì)太有趣。毒品引起人類愉悅和上癮感是因?yàn)槎喟桶藩?jiǎng)勵(lì)系統(tǒng),而昆蟲缺乏這樣的系統(tǒng)。
另一種使蘑菇有毒的化學(xué)物質(zhì)——毒蕈堿——通常也由絲蓋傘屬中產(chǎn)生賽洛西賓的蘑菇產(chǎn)生,可能有類似的作用。毒蕈堿是大腦神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的類似物,乙酰膽堿幫助將電脈沖轉(zhuǎn)化為肌肉動(dòng)作等。雖然沒有人知道它對昆蟲(如果有的話)的確切影響,但是當(dāng)人類食用這種蘑菇時(shí),它會(huì)引起PSL綜合征:出汗過多、流涎和流淚(汗、唾液和眼淚)。然而,最著名的乙酰膽堿類似物,是尼古丁。
腐生蘑菇不是唯一能操縱昆蟲的真菌。寄生昆蟲的真菌也可以使用類似于神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)來使受害者僵尸化。像白蟻這樣的社會(huì)性昆蟲可能尤其易被攪亂大腦,因?yàn)樗鼈兊某晒θQ于其社會(huì)性,而不要求強(qiáng)壯的昆蟲外殼或需要些微腦力的技能。
在尋找賽洛西賓基因的過程中,科學(xué)家們又有了另一個(gè)發(fā)現(xiàn):親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的木生腐生真菌的基因差異小于其他環(huán)境中的腐生真菌及其近緣真菌。木頭和糞便腐生的真菌之間的共同之處可能是共同利益造成的,比如攻擊像木質(zhì)素這樣堅(jiān)韌的植物纖維和驅(qū)趕與之競爭的昆蟲。他們共同的生存環(huán)境似乎比共同的祖先更能引導(dǎo)基因結(jié)構(gòu),我認(rèn)為這是個(gè)相當(dāng)驚人的事實(shí)。
作為糞便和枯木中真菌和昆蟲之間化學(xué)戰(zhàn)的結(jié)果,腐生蘑菇可能是尋找新的神經(jīng)活性藥物的好地方。在這樣的環(huán)境中的真菌可能是神經(jīng)遞質(zhì)靶向藥物名副其實(shí)的工廠。雖然它們最初的打算是把昆蟲從游戲中踢出局,但是沒有人知道它們可能會(huì)在無意中為我們帶來什么有價(jià)值和有趣的影響。
來源:環(huán)球科學(xué)