《脸上的螨虫正在与人类共生:微小寄居者如何走向依赖》
ScienceAlert 介绍人脸毛囊螨的基因组研究,适合观察寄生、共生和人体微生态如何重新改变我们对身体边界的理解。
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导语
这篇短文从人脸毛囊螨的基因组研究讲起:它们一生都围绕人类皮肤展开,基因正在被极度精简,可能正从体外寄生者演化为必须依赖人类生存的共生体。读这篇的重点不是猎奇,而是看一种微小生命如何在长期依赖中改变自身结构,也顺带改变我们对“人体边界”的想象。
正文翻译
1. 人脸也是一种栖息地
如果你正在读这段文字,你很可能并不孤单。
地球上大多数人都是螨虫的栖息地。它们短暂生命中的大部分时间,都会头朝下钻在我们的毛囊里,主要是在脸上。
事实上,人类是毛囊蠕形螨(Demodex folliculorum)唯一的栖息地。它们出生在我们身上,靠我们为食,在我们身上交配,也死在我们身上。
它们整个生命周期都围绕着啃食你的死皮细胞展开,直到自己那极其微小的一生结束。
研究显示,毛囊蠕形螨为了生存如此依赖人类,以至于这些微小螨虫正在从一种体外寄生者,演化成一种专性共生体,也就是可能与宿主形成互利关系的生物。这里的宿主,就是我们。
换句话说,根据 2022 年发表在《分子生物学与进化》(Molecular Biology and Evolution)上的一篇论文,这些螨虫也许正在逐渐与我们的身体“融合”:它们变得如此适应人类这一栖息地,以至于无法再独立生存。
在这项研究中,科学家测序了这些无处不在的小生物的基因组。结果显示,它们以人类为中心的生存方式,可能正在造成其他螨类身上看不到的变化。
英国雷丁大学的无脊椎动物生物学家阿莱杭德拉·佩罗蒂(Alejandra Perotti)解释说:“我们发现,这些螨虫与其他相似物种相比,身体部位基因的排列方式有所不同,这是因为它们适应了生活在毛孔内部这种受保护的环境。”
她说:“这些 DNA 变化带来了一些不同寻常的身体特征和行为。”
2. 极简基因组如何塑造它们的夜间生活
毛囊蠕形螨其实是一种很迷人的小生物。人类皮肤碎屑是它唯一的食物来源,在约三周的生命中,它大部分时间都在追寻这种食物。
个体只会在夜间、借着黑暗出来,极其缓慢地爬过皮肤寻找配偶,希望在回到毛囊安全黑暗处之前完成交配。
它们的小身体只有三分之一毫米长,一端长着一簇细小的腿和一个嘴巴,身体呈长长的香肠形,正适合钻进人类毛囊,吃到里面那些可口的东西。
英国班戈大学遗传学家吉尔伯特·史密斯(Gilbert Smith)和维也纳大学生物学家亚历杭德罗·曼萨诺-马林(Alejandro Manzano-Marin)共同领导的螨虫基因组研究,揭示了驱动这种生活方式的一些迷人遗传特征。
由于它们的生活过于安逸,天然威胁很少,竞争很少,接触其他螨虫的机会也有限,它们的基因组已经被削减到只剩最基本的部分。
每条腿只由三个单细胞肌肉驱动。它们的身体只保留了最低限度的蛋白质编码基因,也就是生存所必需的那些。这是在其更大范围近缘物种中见过的最少数量。
这种被削减过的基因组,也解释了毛囊蠕形螨其他一些奇怪习性。
比如,它们为什么只在夜间出来。它们失去的基因中,包括与紫外线防护有关的基因,以及那些让动物在白天醒来的基因。
它们也无法产生褪黑素。褪黑素存在于大多数生物体内,具有多种功能。对人类来说,褪黑素对于调节睡眠周期很重要;而在小型无脊椎动物体内,它会促进活动和繁殖。
不过,这似乎并没有妨碍毛囊蠕形螨。研究人员反而认为,它们可能会利用人类皮肤在黄昏时分分泌的褪黑素。
3. 交配方式与演化死胡同
与其他螨虫不同,毛囊蠕形螨的生殖器官已经移向身体前部,雄性螨虫的阴茎从背部向前、向上伸出。
这意味着,在交配时,雄性必须把自己安排在雌性下方;它们会摇摇晃晃地停在一根毛发上,整夜完成交配。
尽管交配相当重要,但潜在基因库非常小,几乎没有机会扩大遗传多样性。研究人员认为,这可能会让这些螨虫走向演化死胡同。
有趣的是,研究团队还发现,在从幼虫到成虫之间的若虫发育阶段,螨虫体内的细胞数量最多。
当它们进入成虫阶段,就会失去细胞。研究人员把这一点解读为节肢动物物种走向共生生活方式的第一个演化步骤。
4. 它们可能并不只是麻烦
人们也许会问,人类能从这些古怪动物身上得到什么好处。研究人员的另一个发现,或许能给出部分提示。
多年来,科学家一直认为毛囊蠕形螨没有肛门,因此会把废物积存在体内,等死亡时爆开释放出来,从而导致皮肤问题。
研究团队发现,事实并非如此。这些螨虫确实有极其微小的肛门;你的脸大概率并没有充满螨虫死后排出的粪便。
班戈大学与阿根廷圣胡安国立大学的动物学家亨克·布赖格(Henk Braig)说:“螨虫一直被归咎于很多事情。”
他说:“它们与人类长期相伴,这一点也许说明它们也可能承担一些简单但重要的有益角色,例如帮助保持我们脸上的毛孔不被堵住。”
这项研究发表在《分子生物学与进化》。
(小标题为编者所加。)
思想框架
全文先把人类脸部写成毛囊蠕形螨的唯一栖息地,再用基因组研究解释这种依赖如何让它们的身体、行为和繁殖方式变得越来越极简。文章最后转向一个反直觉判断:这些螨虫未必只是皮肤问题的来源,它们可能也承担保持毛孔通畅等简单有益角色。真正值得记住的是,长期共处会改变双方关系,甚至让一种生物从寄生者走向必须依赖宿主的共生体。
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