生物手記

白蟻背上共演化 ─ 蟻馱菌

在野外時,真菌學家常會翻開地面上的枯倒木,以隨身攜帶的放大鏡(倍率約20倍)觀察家白蟻,初步鑑定是否受到真菌感染。

撰文/歐玠皜、關貫之、陳啟予

生物手記

白蟻背上共演化 ─ 蟻馱菌

在野外時,真菌學家常會翻開地面上的枯倒木,以隨身攜帶的放大鏡(倍率約20倍)觀察家白蟻,初步鑑定是否受到真菌感染。

撰文/歐玠皜、關貫之、陳啟予


在大自然中,昆蟲與真菌之間建立了許多交互作用模式:有的真菌會造成昆蟲感染而死亡、有的真菌感染昆蟲但並無明顯危害;有些真菌共生在昆蟲消化道中、有些真菌共生在昆蟲的儲菌器中;有些真菌依賴昆蟲做傳播媒介、有些真菌由昆蟲所栽培、有些真菌專門為昆蟲所食──五花八門的關係讓人讚歎大自然生物間彼此環環相扣且密切互動的奇妙。


白蟻一直默默存在於我們生活周遭,因為怕光,牠們總在木頭的孔隙中、或自己建造的通道內活動,而常常被我們忽略,卻也經常造成木材家具的損害。台灣家白蟻(Coptotermes formosanus)時常會被一種真菌所侵擾,這種真菌就像皮膚病般附著於家白蟻身上,在白蟻背部呈現一塊肉眼可見的明顯灰色斑塊,整個斑塊即為真菌的結構,但此菌並不會使白蟻身上出現任何壞疽。在野外,翻開木頭觀察底下的家白蟻,偶爾可以看到有些白蟻背上就有這樣的小灰斑。


此菌屬名「Termitaria」意思是「白蟻巢」,可見這類真菌和白蟻息息相關。這一類寄生在白蟻外骨骼的真菌最初在1920年發現,全世界目前已知僅有六個物種。然而此菌至今尚無任何中文名稱可用來描述,因為包括中國及台灣都仍未有此菌的相關研究報導,在本文中我們稱之為「蟻馱菌」,代表「背負」在蟻背上的真菌。蟻馱菌與白蟻間具有非常緊密且歷史久遠的共同演化關係:白蟻的祖先身上即帶有蟻馱菌,當白蟻隨著演化發生物種變異,其身上的蟻馱菌同時也發生變異。也就是說,蟻馱菌與受其感染的白蟻會共同演化並且延續數個世代,使得不同種蟻馱菌會感染不同的白蟻種類。澳洲家白蟻(Coptotermes lacteus)與台灣家白蟻為同屬的白蟻,澳洲家白蟻身上的蟻馱菌為Termitaria longiphialidis,可能與感染台灣家白蟻的蟻馱菌屬於同種,亦可能是分化出的另一物種。由於蟻馱菌除了生長在台灣家白蟻身上,無法經由人工培養,在獲得更明確分子證據前,我們先不賦予其種名。


蟻馱菌在白蟻身上的圓盤狀結構為真菌的無性繁殖構造,此圓盤狀構造是由柵狀排列的產孢菌絲所構成,亦稱為分生孢子褥(sporodochium);每一條產孢菌絲如同長長的管子,管子內部可以源源不絕產生橢圓形孢子。無性繁殖所產生的孢子是所有動物或植物病原真菌最主要的傳播方式,不需經過繁複的有性配對,即可直接在動植物身上繁衍大量後代。蟻馱菌的感染特性完全迥異於其他感染人或動物的真菌,此菌會直接在受感染的活體白蟻上產生可傳播孢子(其他真菌感染動物時,幾乎都不會在活體上產生孢子),且似乎不會殺死寄主細胞,所以蟻馱菌與白蟻間的交互作用,無疑是探討病原與寄主關係之絕佳材料。


蟻馱菌屬於絕對寄生真菌,亦即此類真菌除了寄生於特定寄主上,無法腐生在其他自然基質、或寄生於其他生物之上。所以白蟻是蟻馱菌生存的唯一依靠,也因為如此,若蟻馱菌「毒性」太強而殺死了所有白蟻族群,最終會讓自己無立足之地。長期演化下來,蟻馱菌並不會造成白蟻顯著危害,雖然根據其他研究,受到感染的白蟻活動力略為下降、存活能力也有所影響,然而實際觀察時看不出受感染與健康白蟻有何顯著差異。中興大學昆蟲學系曾調查家白蟻族群中受到感染的比率,發現有些族群完全不受感染;而受感染族群的感染率約為5%,說明了蟻馱菌的病害會在白蟻族群中受到適當控制,不致爆發大流行。白蟻控制病原真菌感染的策略,據信是利用個體間相互清潔舔舐的社會行為,剔除附著在體表的真菌孢子;我們知道白蟻沒有眼睛,無法看見真菌孢子,卻能以我們所未知的方法,偵測出孢子的位置、並剔除於體表之外。


家白蟻對木造建材造成許多侵害,生物學家正不斷嘗試利用白蟻的生物剋星例如白殭菌、黑殭菌、綠殭菌,希望能控制家白蟻的危害。而蟻馱菌是否也可做為有效防治家白蟻的另一種方式呢?答案可能要令人失望了,因為蟻馱菌的感染速率慢、毒力又弱,無法滅除白蟻族群,所以並無法應用在生物防治上。


大自然中處處埋藏驚奇,只要你懂得欣賞。下次到野外活動時,不妨多注意附近的枯木中是否藏著白蟻,或許從牠們身上會看見與眾不同的世界!



蟻馱菌小檔案

●蟻馱菌(Termitaria)為子囊菌門(Ascomycota),寄主為台灣家白蟻(Coptotermes formosanus)。
●繁殖方式為無性繁殖,不存在有性繁殖。
●在寄主背部形成圓盤狀分生孢子褥,寬約5公釐,分生孢子呈圓筒狀,長3.8~4.7微米、寬1.8~2.3微米。


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