「小強剋星」：扁頭泥蜂的死亡外科手術台

正在｢動手術」的扁頭泥蜂。照片由Ram Gal (Ben-Gurion University)所有。

原文作者/ Carl Zimmer    翻譯/ Gilver
原文連結 Crawling Through The Brain Without Getting Lost

為了下一代的未來，把小強改造成殭屍

如果你沒聽說過這個小傢伙，就讓我來介紹牠給你認識吧。扁頭泥蜂(Jewel wasp)學名叫做Ampulex compressa，生活史的第一階段是個寄生蟲，而且就在活生生的美洲大蠊(俗稱美洲蟑螂)身體裡。牠何來的本事跑進蟑螂的身體裡呢？這個問題的答案頗為有趣、也很陰森—牠的媽媽會動神經外科手術。

首先，雌泥蜂會尋找一隻蟑螂，並且埋伏這隻衰蟲。她首先螫刺蟑螂的胸部，並且注入麻痺性的毒液，效力可達幾分鐘。然後，她抽出她的刺，緊接著又來第二發注射—這次瞄準的是蟑螂的頭部，在蟑螂腦部的另外兩處再打些化學物質進去。

蟑螂身體下方及神經分布卡通圖，紅箭頭指示的是螫刺處。圖片版權由Quade Paul所有。

這蟑螂的下場是變成了殭屍。當這隻手術檯上的受害者從麻痺中轉醒時，將會完全失去逃跑或是戰鬥的意願。接著，泥蜂用觸角把蟑螂一路拉到地洞中，就像用狗鍊拴著狗一樣，並在地洞中把卵黏附在蟑螂的下腹，離開並把洞口封上。在黑暗中，受過死亡手術的蟑螂毫無動作，待泥蜂幼蟲自卵孵化後，任憑幼蟲在它身上咬出一個洞。而在幼蟲從這個洞飽餐後，它會溜進這只軀殼。下次它探出頭來的時候，就已經是隻泥蜂成體了。

探出頭的泥蜂成體。照片版權為Ram Gal所有。

在整個襲擊過程中，扁頭泥蜂將｢殭屍藥」注射到蟑螂腦部可說是最叫人不舒服的部分。本-古里安大學(Ben-Gurion University) 的學者 Fredric Libersat 和他的研究團隊已經研究扁頭泥蜂超過20年，且持續有新發現。現在他們將研究成果發表在PLOS One期刊上，論文請按此。

解開死亡外科手術的秘密

真希望哪天我能變成扁頭泥蜂。(設計旁白) 照片來源連結。

要知道這注射手術有多麼鬼靈精怪，就想想醫生是怎麼將藥物送入人腦內的吧。醫生會掃描病人的腦部、描繪出3D的剖面圖，接著將病人的頭部擺到一個籠型容器上，在顱骨上鑽個洞，然後緩慢的將注射管推入腦中。而扁頭泥蜂，相同的注射任務只要大約一分鐘就能完成，至於腦部掃描則是連看都不看。

之所以能下手如此厲害，要歸功於扁頭泥蜂獨特的螫刺。它大約2mm長，能夠刺入蟑螂脖子、一路彎入腦袋。螫刺的尖端有兩組瓣閥：一組產卵用，另一組注射毒液用。兩組瓣閥以槽舌榫式(tongue-and-groove)排列、彼此連鎖，可以透過滑動的方式，使得泥蜂能用同一個器官下蛋或是螫刺。

泥蜂螫刺的局部放大圖，紅箭頭為觸覺感知的鐘形突起，黑箭頭為觸覺、化學感知的半球形突起。(Gal et al PLOS One)

科學家也發現螫刺上散布著小小的隆起物—有些像鐘形，有些則像半球形。每個鐘形隆起物的內部有個觸覺感知(touch-sensitive)的神經末梢，而半球形隆起物除了觸覺感知神經末梢以外，還有分布四到五個化學感知(chemical-sensitive)的神經末梢。科學家把電極放到泥蜂的神經系統中，並把牠的螫刺推入模擬蟑螂腦的橡膠塊，好知道這些隆起物的作用是什麼。在螫刺頂端的隆起物被推入橡膠塊時，泥蜂的神經起了活性。這個反應顯示泥蜂用牠的螫刺去感知蟑螂腦的穿刺路徑。

為了檢驗真偽，科學家把泥蜂螫刺上的隆起物去掉，讓牠們在這種條件下去攻擊蟑螂。結果泥蜂用來探測蟑螂腦的平均時間從只花一分鐘變成將近二十分鐘。如同你所猜想的：泥蜂忽然無法找到腦部穿刺路徑。

改造蟑螂

科學家接著進行另一種實驗方法，讓健康的泥蜂來對付各種改造蟑螂。某些蟑螂被改造成腦袋空空的｢無腦蟑螂」；某些腦袋用軟硬度不同的橡膠掉包，變成｢軟橡膠腦蟑螂」和｢硬橡膠腦蟑螂」；有一批蟑螂腦部被注射毒素，使得神經活動受到阻斷的｢靜默蟑螂」；此外還有一批腦部被剪刀搗爛的｢腦殘蟑螂」。

他們發現有一些改造蟑螂對泥蜂形同挑戰，但不是全部改造蟑螂都這樣。面對｢無腦蟑螂」，雌蜂花了超過10分鐘探測腦袋的所在；面對｢軟橡膠腦蟑螂」，雌蜂花在螫刺的時間也變長了。在一番徒勞無功後，雌蜂會撤回它的螫刺，當然沒有注射｢殭屍藥」。

然而，當雌蜂遇上了｢硬橡膠腦蟑螂」，她們只花了一分鐘螫刺蟑螂，而且還在受害者的腦中留下毒液。而在｢靜默蟑螂」的實驗結果也相同。這暗示著泥蜂在穿刺蟑螂腦部時，並不透過(神經)電活性來探測穿刺路徑。另一方面，｢腦殘蟑螂」則是讓泥蜂徒然摸索，這顯示泥蜂不只要要感受到蟑螂的腦—還需要感受到蟑螂腦中不同的部分，才知道螫刺要怎麼走。

綜合以上，這些實驗結果訴說著一個故事--自演化得來的精細感知器官的適應。它不以多用途感知為適應目標，而是僅用於以觸覺偵測蟑螂腦內路徑的功用。然而，關於這個感知器官的壯闊故事或許還沒被全然揭露。在他們的新研究裡，Libersat 的研究團隊還不確定具有化學感知能力的半球形隆起物是為何而存在。

如果說，這些泥蜂是用｢嚐的」找出蟑螂腦內的穿刺路徑呢？有可能。或許，半球形隆起物能提供我們更多其他的資訊。科學家推測這些半球形隆起物能夠讓雌泥蜂｢嚐」出毒液的存在，好讓她在進行注射時能夠控制劑量(神經藥理學!)。也或許，這些泥蜂能夠嚐看看蟑螂頭裡有沒有其他寄生蟲的幼蟲，如此一來她可能就會放棄這隻已經被捷足先登的蟑螂，另外找一個新鮮的。

譯註：

作者保證他會在有人提出解答時讓大家知道。同時，作者也在2012年TED-Ed演講時介紹扁頭泥蜂。如果你覺得看完本文和影片仍然意猶未盡，不妨去翻翻作者的著作《Parasite Rex》。

另外，對其他昆蟲進行活體改造的寄生型昆蟲還有許多例子，例如小繭蜂科的瓢蟲繭蜂(Dinocampus coccinellae)，可見科技大觀園的科普文章寄生蜂。