自杀基因和嗜血基因

寄生虫有宿主罩着，不愁吃穿，唯一的问题就是传宗接代。有些寄生虫为了留下后代，甚至会诱骗宿主自杀，比如一种专门感染昆虫幼虫的杆状病毒（Baculovirus）就是这方面的高手。这种病毒能够感染800多种不同的昆虫，感染后的毛毛虫会顺着植物茎秆不顾一切地往上爬，然后一动不动地待在叶尖上，科学家称之为“树冠病”（Tree-top Disease）。这种行为无异于自杀，因为树冠处毫无遮挡，很容易被毛毛虫的天敌发现并吃掉。

这件事似乎很神秘，但其实很容易理解，因为杆状病毒是靠动物粪便传播的，只有想办法把宿主变成天敌的粪便才更容易扩散。但是，这种病毒究竟施了什么魔法，会让宿主选择自杀呢？这个问题吸引了很多昆虫学家的关注，因为很多毛毛虫都是农业害虫，如果能想办法让它们自杀，农民就省心了。

中国农业大学的昆虫学家刘小侠挑战了这个难题。她和同事们选择棉铃虫作为实验对象，证明感染了杆状病毒的棉铃虫之所以要向上爬，不是为了抵抗地心引力，而是为了追逐阳光。研究人员设计了一个攀爬装置，然后用LED灯照射，发现感染后的棉铃虫更喜欢爬向光源。这种行为和重力无关，因为即使把光源横放，它们也会爬过去。

接下来，研究人员分析了感染病毒之后的棉铃虫的基因组，发现大部分变化都发生在眼部，尤其是两种对视力非常重要的视蛋白（Opsin）的活性大大增加。另一种名为TRPL的基因活性也增加了，该基因编码视觉细胞膜上的一种离子通道蛋白，很可能参与了光信号变成电信号的过程。

最后，研究人员用基因编辑工具CRISPR/Cas9将被感染棉铃虫的视蛋白和TRPL基因破坏掉，结果棉铃虫就不再那么喜欢自杀了。

刘小侠博士将研究结果写成论文，发表在2022年3月8日出版的《分子生态学》（Molecular Ecology）杂志上。这是人类第一次从基因层面搞清了“树冠病”的机理，也许将来植物保护专家们可以根据这一结果设计出更安全的杀虫剂，让棉铃虫自己去找死。

这个案例说明，很多貌似十分复杂的动物行为本质上却非常简单，只需调整几个基因的活性就行了。2022年3月8日出版的《分子生态学》杂志刊登的另一篇文章则说明，甚至基因的丢失也会带来意想不到的结果。

这篇论文的研究对象是吸血蝙蝠，这是世界上唯一一种只靠吸血就能过一辈子的哺乳动物。如此奇特的生活方式究竟是如何炼成的呢？一群来自德国法兰克福的遗传学家对比了吸血蝙蝠和它们近亲的基因组，发现吸血蝙蝠丢失了13个基因。有的基因是负责味觉的，所以吸血蝙蝠才能忍受血的腥气；有些基因是负责调节胰岛素水平的，但血液里几乎不含糖分，吸血蝙蝠根本不需要胰岛素；还有的基因是负责分泌胃酸的，吸血蝙蝠不需要消化固体食物，不需要胃酸。

不过，有一种基因的丢失有点难以理解，因为它的正常功能是抑制铁元素的吸收。血液里富含铁元素，这种基因的活性似乎应该更高才对。但科学家们发现，吸血蝙蝠的消化道细胞先是大量吸收铁元素，然后便迅速从肠道壁上脱落下来，随粪便排出体外，吸血蝙蝠正是依靠这个办法防止铁中毒的。

原来，那些看上去十分凶残的吸血蝙蝠其实是一群老弱病残，它们几乎没有味觉、无法调节血糖、消化能力也很弱。吸血，只是一种无奈的选择。 自杀科学科普