方舟子的Blog

特鲁维特是19世纪法国一名画家，同情共和党人，因此在1852年路易·拿破仑发动政变后，他就移民美国。几年后，他在波士顿郊区定居了下来，靠画画为生。但是他有一个发财梦，那就是靠卖当时很时髦的丝绸赚钱。他想到的，是培育美洲本土的丝蚕，用它们来生产丝。在比较了几种蚕后，他选定了多音天蚕，在其住家的后院树林里繁殖了上百万只。

蚕养多了就容易感染一种严重的传染性病害——微孢子虫病，给蚕种生产造成严重损失。特鲁维特想到了一个预防微孢子虫病的办法。在19世纪60年代中叶，特鲁维特回了一趟欧洲，带了一些欧洲舞毒蛾的卵块，在后院培育起来。他的计划是让舞毒蛾与多音天蚕杂交，让多音天蚕能够抗微孢子虫病。这个异想天开的计划有一个灾难性的后果。在1868年或1869年的某一天，一些舞毒蛾的幼虫逃脱逃到附近的森林。特鲁维特知道后果严重，向一些著名昆虫学家报告了此事。这个事故让特鲁维特从此对昆虫学研究心灰意冷，改而从事天文学研究，发挥其绘画才能，留下了很多精美的太空美图。

十几年后，舞毒蛾虫灾首次在特鲁维特住家附近爆发，数量多得惊人。它们吃光了所有树木的叶子，占领了屋顶和道路。他的邻居抱怨说：“我们失去了在室外活动的乐趣，只要抖一下树，舞毒蛾就像下雨一样落下来。”差不多这个时候，特鲁维特回法国去了。到19世纪90年代，舞毒蛾已占领了整个麻省，政府也开始了消灭它的行动。但是收效甚微。舞毒蛾以每年20公里的速度向西、向南扩展，现在已占领了美国东部和中西部各州，成为美国林业最大的虫害之一。当舞毒蛾虫害爆发时，蛾子啃食树叶的声音响得就像下起大雨，飞舞的蛾子多得就像起了大雾，地上的毛毛虫密密麻麻就像下雪，会让车打滑，需要在公路上撒沙子才能行驶。

舞毒蛾当然也有天敌，比如小哺乳动物、鸟类都会捕食它们。但舞毒蛾的幼虫有躲避天敌的办法。白天，它们躲在树干缝隙里或土壤中，到晚上时，它们再在夜色的掩护下出动，沿着树干往上爬，爬到树梢啃食树叶。但是有时也会见到有的舞毒蛾幼虫跟发疯似的，白天就出动，爬到树梢啃食树叶，然后吃着吃着，突然死了，外壳破裂，身体液化，粘液流得到处都是。

原来这些舞毒蛾幼虫感染了一种病毒——杆状病毒。在感染的早期，舞毒蛾幼虫的活动正常，仍然是昼伏夜出。但是病毒在毛毛虫体内不断地扩增，等到病毒充满了毛毛虫的身体，达到了扩增的极限，需要向外扩散了，病毒就让毛毛虫发疯，让它向着树梢爬啊爬啊。毛毛虫死在了树梢上，病毒生产一种酶溶解了毛毛虫的外壳，携带着大量病毒颗粒的粘液就喷射出来，扩散开去，沾到了下面的树叶上，别的毛毛虫吃到了沾着病毒颗粒的树叶，就被感染上，开始了新的循环。原来的毛毛虫爬得越高，病毒扩散的范围越广，能感染的毛毛虫就越多。

被感染的毛毛虫成了病毒控制下的僵尸。这显然是自然选择的结果：那些能让毛毛虫发了疯往高处爬的病毒，在扩散时有机会感染更多的毛毛虫，能留下更多的后代，渐渐地只剩下了这种病毒。那么病毒是怎么做到控制毛毛虫的行为为自己服务的呢？答案是出乎意料的简单。病毒只需用到一个叫egt基因，这种基因生产的蛋白质能够让毛毛虫中的羟基蜕皮酮失去活性。羟基蜕皮酮顾名思义是一种与毛毛虫的蜕皮有关的激素，毛毛虫一生中要蜕皮几次，准备蜕皮时会停止进食并躲在树下。但是一旦羟基蜕皮酮失去活性，毛毛虫表现出的是相反的行为，爬到树梢，不断地进食直到死去。如果把杆状病毒中的egt去掉，羟基蜕皮酮的活性不受影响，感染了这种病毒的毛毛虫还是会死，但不是死于树上，而是死于树下。

    基因能让它的载体——生物体——表现出某种性状，例如花的颜色、血型，这叫做表现型。英国生物学家理查德·道金斯在1982年提出，表现型不应该只局限于携带某个基因的生物体的性状，而应该延伸到周围的环境或其他生物。基因如果能让周围的环境或其他生物也表现出某种特征，也应该将其归为表现型，叫做延伸表现型。例如病毒的基因控制宿主的行为让其为病毒的繁衍服务，就是一种延伸表现型。类似的现象发现了不少，但是究竟是哪个基因在控制，则都不清楚。杆状病毒的egt基因是第一个被鉴定出具有延伸表现型的具体基因。

    这个发现还具有实用价值。你可能已想到，可以用杆状病毒做生物农药来消灭舞毒蛾。的确，这是美国林业部门控制舞毒蛾灾害的重要方法。但是这个方法有个缺陷：作用太慢，毛毛虫从感染病毒到死亡要较长的时间。现在知道了是哪个病毒基因在控制毛毛虫的行为，也许就可以通过遗传工程的方法来增强病毒的毒性。

2013.12.18

（《新华每日电讯》2013.12.21）