鹿虱依靠飞行和视觉寻找宿主,但一旦着陆,一切都会发生改变。在永久脱落翅膀后,这些寄生虫会将关键视觉相关基因的活性降低约一半。科学家认为,它们实际上是在以敏锐的视力换取额外的能量,用于摄食和繁殖。
这些被称为鹿虻的吸血蝇类遍布欧洲、亚洲、非洲和美洲。作为成虫,它们利用飞行和视觉来寻找合适的宿主,通常是鹿,尽管有时也会以人类和其他哺乳动物为目标。
一旦鹿虻落在宿主身上,其生活方式就会发生巨大变化。这种昆虫会永久性地脱落翅膀,在皮毛中穿行并吸血,度过余生。
来自阿伯里斯特威斯大学和佛罗伦萨大学的科学家发现,这种重大的行为转变伴随着苍蝇感觉系统的变化。
他们的研究结果表明,在定居宿主身上后,鹿虻减少了对视觉的投入,并将能量重新导向对永久性寄生生活更为重要的功能。
从飞行猎手到永久寄生虫
领导这项研究的阿伯里斯特威斯大学生命科学系的罗杰·桑特博士解释说:
“视觉在动物行为中起着至关重要的作用,但它在能量消耗上也很昂贵。进化倾向于那些与动物生活方式高效匹配的感觉系统。一些吸血蝇严重依赖视觉,而另一些则永久生活在宿主身上,几乎不需要视觉。鹿虻特别有趣,因为它们在这两种生活方式之间进行切换。”
为了研究这些昆虫如何适应这种剧烈的转变,研究人员研究了鹿虻生命周期中不同阶段的个体。他们检查了正在主动寻找宿主的有翅成虫,并将它们与从鹿身上收集的、已采取寄生生活方式的无翅成虫进行了比较。
视觉基因活性降低
研究小组专注于与视觉敏感性相关的基因,即视蛋白基因。通过比较苍蝇脱落翅膀前后的基因活性,研究人员能够了解昆虫的视觉系统如何应对生活方式的突然改变。
桑特博士说:
“我们发现,飞行中的鹿虻的视觉系统与采采蝇非常相似,后者以在非洲搜寻哺乳动物宿主而闻名。然而,当鹿虻失去翅膀成为外寄生虫后,其视蛋白基因的活性降低到之前水平的一半左右。这表明苍蝇并没有完全丧失视力,而是视觉敏感性降低了。我们认为苍蝇可能是在牺牲视力以节省能量,用于消化和繁殖等功能。”
结果表明,鹿虻在找到宿主后并不会失明。相反,一旦不再需要从空中搜寻动物,它们似乎就会缩减其视觉能力。
关于寄生虫适应性的新见解
这项发表在《实验生物学杂志》上的研究,为寄生虫如何在生活方式发生剧烈变化时调整其感觉系统提供了新的见解。
研究人员表示,更好地了解鹿虻和其他吸血蝇如何使用其感官,最终可能有助于改进监测和控制策略。