世界上第一种寄生虫是怎么进入动物体内的?

你可能不知道,大多数寄生虫群早在中生代之前的2.5亿年前就出现了,这有点违反直觉。寄生虫的历史比现在的宿主还要长,那么在宿主出现之前,它们是如何存活下来的呢?

当然这个问题其实是不成立的。寄生虫的祖先有很长的历史,今天每一种特定的寄生虫一定是在宿主出现后吃了它们的软饭。

然而,这也引出了一个终极问题,最早的寄生虫是如何出现的?说的更直白一点,第一个寄生虫是怎么钻进其他生物体内,过上无忧无虑的生活的?

首先,寄生的生活方式对我们人类来说似乎有些陌生,但在整个生物界,寄生是一种非常主流的生活方式。

因吸虫感染而变形的青蛙。

据估计,地球上已知的770万动物物种中,超过一半是寄生虫(另有40%有争议)。我们人类就是最好的样本。人类是超过65,438+000种寄生虫的宿主。如果算上病毒、细菌、微生物,数量会是数倍。

现实情况是,几乎没有动物能找到寄生虫,即使是实验室严格人工饲养的动物,也经常被寄生虫感染。

一些寄生在人类身上的寄生虫。

其次,寄生不是偶然的。在以前的研究中,研究人员估计寄生虫独立进化了60次,而近年来发现寄生虫至少独立进化了223次,这表明许多动物选择了寄生作为一种有利的生存策略。

那么我们如何推断寄生虫的起源呢?最简单的办法就是找到这些寄生虫的老亲戚,他们还在过着自由自在的生活。比如大家最熟悉的蚊子属于体外寄生虫,但并不是所有的蚊子都吸动物血。

世界上大约有3000种蚊子,其中只有80种左右会叮咬人类。蚊子的祖先早在侏罗纪就出现了,今天的寄生吸血只是它们进化过程中的一个插曲。

在蚊子家族中,有幼虫生活在植物根部和植物食物中,但成虫只交配不进食的巨蚊,幼虫捕食其他燕子而成虫吸食花蜜的巨蚊,以及通过孤雌生殖进入鱼饲料圈的摇蚊。

经常引起恐慌的蚊子其实并不吸血。

即使是吸血的按蚊、伊蚊、库蚊,它们的雄性个体也不吸血,而是以植物的汁液为生,因此不难推测,吸血的蚊子可能会误吸动物的血液,开辟出一种全新的生存方式,进一步进化出抗凝血的唾液和特化的口器。

《侏罗纪公园》用来提取恐龙DNA的蚊子其实是吸花蜜的,还是雄性的?

对于这种体外寄生虫来说,它们的进化必然是与它们未来的宿主在生存空间中接触。另一个有趣的例子是迄今为止发现的最早的寄生虫病例。

西北大学的张志飞团队在云南发现了一种特殊的化石,可追溯到565.438+20万年前。这些腕足动物化石的外壳附着了若干管状结构,内部的软组织没有被保存下来。

很明显,这种管状结构并不是腕足类动物所拥有的,而是由其他生物制造的,但它们之间的关系是共同附着共生还是寄生,却引起了一些争议。

通过测量腕足动物的大小,团队成员发现具有管状结构的个体越多,它们的大小就越小,因此推测它们之间的关系是寄生在宿主身上的。腕足动物通过开合外壳来吸入食物,这些生活在管状结构中的蠕虫会“从老虎的嘴里抢夺食物”,以至于长期无法脱离宿主独立生活。

这是一个相对公认的外寄生起源假说。两种动物生活在相同的环境中。在长期的接触中,未来的寄生虫偶然在未来的宿主身上发现了相似的食物。例如,一些蛾可以吮吸大型哺乳动物的眼泪。这种模式适用于各种蚊子、跳蚤和螨虫。

然而,还有一种是最神秘的,也是我们最感兴趣的,当然是体内寄生虫,这也是我们题目中强调的话题。

小林姬鼠体内的寄生虫

对于体内寄生虫来说,第一个寄生虫是怎么进入宿主胃里的?一种猜测是这些寄生虫的祖先是靠自己生活的动物,包括捕食或腐生。

以动物界最大的类别线虫为例。它们生活在地球的每一个角落,很多都是寄生生活。一般认为它们是偶然进入一些动物体内,然后发展出寄生关系。

美国弗吉尼亚州北部一条溪流中发现的线虫,幼虫寄生在昆虫体内,但成虫仍自行生活。

如果寄生虫的祖先是腐生动物,它可能被同一个腐生动物吃掉。偶然进入未来宿主的方式有很多种,尤其是在海洋里,总会有很多意外。比如下面这个,听起来有点重。

海参和隐鱼的情况可能类似于寄生虫的初始状态。此时,隐藏的鱼仍能自由活动,自行觅食。海参的内脏再生是需要时间的,有时候隐藏的鱼只是把它当成一个庇护所。

对于生活在哺乳动物肠道内的寄生虫来说,隐鱼的案例只是一个非常容易的模型,它们要面对的挑战更加复杂和极端。仅仅一步进入体内是远远不够的。

第一个挑战是宿主的体温。温血动物的体温对寄生虫来说是极大的挑战。能过软软生活的寄生虫,必须提前适应高温的生活环境。

第二个挑战是宿主消化道的活动。它们还需要一些角质层和分泌物来抵抗消化液和消化酶,肠道的蠕动也会将它们排出体外,所以它们还需要很强的运动能力或者吸盘、小钩等装备。

猪带绦虫通过吸盘和小钩附着在宿主肠道内。

第三个挑战是宿主的低氧或厌氧环境。肠道内氧气含量很低,寄生虫需要无氧呼吸才能生存。祖先是腐生的寄生虫特别有利。

第四个挑战是地狱难度的宿主免疫系统。作为外来物,长时间停留在宿主体内,必然会引起宿主的免疫反应。有些寄生虫可以分泌一些物质干扰宿主的免疫识别,将自己伪装成宿主身体的一部分。这就好比打开了操作系统中的根权限,剩下的就是为所欲为了。

被免疫细胞攻击的寄生虫

现在一些研究发现,这种降低宿主免疫反应的行为在某些时候可以带来好处,甚至可以用来治疗免疫系统的一些过敏。

当然,并不是所有的寄生虫都有这种“超能力”。大多数寄生虫会和宿主形成一种平衡的状态,不会造成宿主的死亡,同时宿主也不会做出剧烈的反应来消灭寄生虫。

最后要解决的问题是繁衍后代的问题。由于寄生在体内的特殊性,许多寄生虫发展出了复杂而独特的繁殖和发育方式。比如日本血吸虫,它的生活史会经历虫卵、毛蚴、母囊蚴、子囊蚴、尾蚴、童虫、成虫七个发育阶段。

日本血吸虫的生活史

有些大型绦虫和线虫每天甚至能产654.38+0万个卵,因为在复杂的生活史中会有大量的后代死亡,高产是保证种群延续的必要条件。

这些挑战只是前期经验,就像勇士进地牢前需要苦修一样。成为一个真正的寄生虫不是那么简单的。很多在宿主中生存的能力都是需要祖辈时积累的,否则再努力也没有意义。

鱼虱可以代替鱼原来的舌头。

你以为寄生虫入侵宿主是他们传记的序言,但其实那一刻才是最后一章,进入体内的寄生生命只能在三部曲的下一部讲述。

也许曾经有人很羡慕寄生虫无忧无虑的生活,因为他们不知道成为第一个进入宿主的寄生虫需要付出多大的代价,他们必须尽力跟上自己在宿主中的进化。

一种寄生在鱼肺吸虫体内的微孢子虫,叫超寄生,连寄生虫都有参与。你有什么可抱怨的?

在动物研究中,我们可以通过比较两个亲缘物种中同源寄生虫的差异来判断亲缘关系的远近。你能说这些寄生虫游手好闲不努力吗?

即使它们如此努力地生存下来,但它们的命运仍然不完全掌握在自己手中,因为寄生的道路上没有回头路,进化也不会从特化回归到一般,这意味着有多少种动物灭绝,就可能有多少种寄生虫陪葬。