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研究首次表明动物群落可以调整数量规模以适应其他威胁

 

来源:美国斯克里普斯海洋研究所                                    发布时间:2020年2月26

 

在世界各地的河口中,微小的吸虫占据了水生蜗牛的身体。这些寄生的吸虫虫侵入蜗牛的身体,并利用其系统来支撑它们的种群,有时长达十年之久。加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的海洋科学教授Ryan Hechinger指出,这些吸虫把蜗牛像汽车一样驱动着四处行驶。

像蜜蜂和蚂蚁等许多其他高度组织化的动物社会一样,吸虫群体形成种姓来分担工作。一些称为“繁殖体”的吸虫较大,它们负责整个群体的繁殖,而嘴较大的小型蠕虫被称为“战士”,它们保护自己不受外来竞争吸虫的入侵。

史密森尼热带研究所(STRI)的海洋生态学家Mark Torchin提到,人们认为是寄生虫在进行攻击,而不是被攻击。但是这些寄生虫必须在宿主体内争夺家园,并应对宿主入侵的风险。但是,对于任何资源有限的社会,这意味着一种交易——更多的士兵意味着更少的生育能力。

第一作者,乔治亚大学的博士后研究员,得克萨斯大学奥斯汀分校的前博士研究生,STRI的研究生Emlyn Resetarits强调,像吸虫这样的动物群落,必须在繁殖和保护之间保持平衡。 这个群落里应该有多少可繁殖的蠕虫,又有多少士兵?这些数字是稳定的,还是随着环境压力的变化而变化?

2020年2月26日发表在《生物学快报》(Biology Letters)上的一项新研究首次证明,吸虫群落中士兵的数量取决于当地的入侵威胁,这表明,这些群落在威胁更大的地区会产生更强大的常备军。这对理解动物社会如何决定其资源分配具有重大意义。

专门研究生态学和寄生虫进化的Hechinger指出,每一个吸虫群落都是由一只入侵的蠕虫克隆而成的,他们不想与其他吸虫共享自己的蜗牛,所以当它们的种群接管了宿主,它们就开始繁殖士兵来击退任何潜在的入侵者。但是真正的问题是,当吸虫生活在更容易遭遇入侵者的环境中时,它们是否产生了更多的士兵蠕虫。

为了找到答案,研究人员从北美太平洋沿岸的12个河口(从巴拿马到北加州)的38个不同地点收集了蜗牛,并将它们带回实验室进行分析。在那里,他们解剖了150多只蜗牛,以计算每只蜗牛中的蠕虫数量,发现在极有可能被其他寄生虫入侵的地方收集的蜗牛中,有更多数量的蠕虫随时准备攻击任何新威胁。

这项大规模的采样工作由美国国家科学基金会和STRI的研究生奖学金资助,包括对来自六个不同物种的吸虫进行计数。除了一种以外,所有的动物都表现出相同的模式,即更多的士兵对更高的风险做出反应,这表明这种特征在吸虫物种、科甚至目中是普遍存在的,这为其他动物社会提供了支持。

根据Hechinger的说法,寄生性吸虫为这类实验提供了出色的动物模型。因为白蚁的体积,即使是一个蚁群也很难研究,但有了吸虫,你手里就可以有50个群落。

与许多生物不同的是,蜗牛体内的吸虫群落具有很强的繁殖能力——它们都生活在非常相似的环境中,在同一种蜗牛体内。你可以真正了解一个群体与另一个群体的士兵数量,并对不同群体和不同物种进行直接比较。

除了作为模型系统的效用外,了解这些蜗牛蠕虫的生态系统也很重要,因为它们在它们被发现的生态系统中扮演着重要的角色,它们通过蜗牛、鱼类和鸟类的食物网传播,在不同的海洋动物中发现了不同的物种。

Hechinger指出,在这些河口中,吸虫比鸟多。 这些蠕虫可以用作生态指标。如果您捡起一百只蜗牛,看看里面的吸虫的种类以及被感染的数量,它就会告诉您有关该地区鸟类的种类和数量的信息。了解这些蠕虫有助于我们理解能量是如何通过这些食物网流动的。

Resetarits强调,他们的下一步将是确定这些蠕虫如何确定它们的资源分配。单个种群是通过产生更多的士兵来应对当地入侵威胁,还是在高风险地区的吸虫物种在种群水平上调整它们的士兵配置?这将向我们展示这些群体的多样性,并为我们提供更多关于它们的社会如何适应外部挑战的信息。

这一发现不仅是一个有趣的研究项目,这清楚地证明了使用该系统作为模型来解决基本的社会生物学问题的效用。

 

 

原文链接:https://scripps.ucsd.edu/news/parasitic-worms-have-armies-and-produce-more-soldiers-when-needed

转自:海洋科技情报网     编译:刁何煜