一只苍蝇整天嗡嗡地飞来飞去，然后，它开始表现得很奇怪。它的运动变得迟缓；它的腹部肿胀。它的身体长出白色的绒毛。
在日落时分，当苍蝇爬到一个高的地方，比如一棵小植物或一根棍子的顶部，并伸出它的口器时，会突然出现一阵运动。它喷出一种黏糊糊的液体，把自己牢牢地粘在栖木上——然后它抬起翅膀死去。
在下面，其他毫无戒心的苍蝇被从死苍蝇的尸体中射出的白色孢子击中。然后循环又开始了。
吞噬这些苍蝇的白色物质是一种叫做昆虫疫霉的真菌——昆虫疫霉翻译过来就是“昆虫的毁灭者”。它是一种专性病原体，完全依赖于它的宿主，感染苍蝇，把它们变成执行它的意志的“僵尸”。
这种真菌在160多年前被发现，它的行为既令人难以置信，又令人毛骨悚然。长期以来，科学家们一直想知道：真菌是如何控制苍蝇的大脑的？它是如何“知道”在一天中的特定时间做这件事的？它基因组中的哪些基因帮助它成为操纵大师？
今天，一系列实验开始揭示这种怪异的精神控制背后的科学原理。
哥本哈根大学的进化生物学家Henrik H. De Fine light是世界上为数不多的研究“僵尸”家蝇（Musca domestica）的人之一。虽然最初被真菌E. muscae所吸引是因为他想研究专性病原体，“当然，我也对行为操纵方面及其工作原理着迷，”他说。
这些细节就像是恐怖电影的素材。真菌感染果蝇后，它不会直接进入重要器官，而是首先开始消耗脂肪和其他营养物质，逐渐使果蝇挨饿，但使其存活。只有当它没有非重要的器官可以咀嚼时，它才开始控制苍蝇的行为，从而确保它的连续性：通过迫使苍蝇寻找一定的高度并停留在那里，它确保了孢子的广泛分布。
De Fine light特别感兴趣的是，有报道称这种真菌是如何通过让雌性苍蝇的尸体吸引健康的雄性来操纵苍蝇的。雄性蜂群飞进来，试图与被感染的尸体交配——很快它们自己也被感染了。为了深入研究这种致命吸引力的本质，De Fine light和他的团队将感染和未感染的苍蝇尸体捣碎，提取和分析化学物质，并研究尸体周围的空气。他们在2022年报告说，这种真菌释放出挥发性化学物质，吸引雄性。
De Fine light说，目前还不完全清楚，这些挥发物吸引雄性果蝇的目的是为了性还是为了营养。一个可行的假设是，它们可能只是因为认为这是食物而被吸引。他说：“但是当它们靠近尸体时，它们开始闻到尸体中一些挥发性较低的化合物，这就引发了性行为。
哥本哈根大学的生物生物学家安妮特·詹森（Annette Jensen）也注意到其他昆虫对死苍蝇气味的反应很有趣。她和她的一名学生发现，蠼螋——一种以其他昆虫为食的昆虫——被感染了E. muscae的孢子蝇尸体所吸引，并且更喜欢以它们为食，而不是未感染的尸体或感染了其他种类真菌的尸体。科学家们在进行实验后得出了他们的结论，在实验中，蠼螋被放在两种尸体之间，可以选择向哪一种尸体移动。
“昆虫疫霉的挥发物中可能有一些东西也吸引了捕食者，”詹森说，他在《昆虫学年度评论》上与人合写了一篇关于真菌对昆虫致病的综述。“它可能非常有营养！”
大多数僵尸苍蝇的研究都集中在家蝇上，但哈佛大学的分子生物学家和僵尸生物学家卡罗琳·埃利亚（Carolyn Elya）在加州大学伯克利分校读博士时，在后院偶然发现了一些僵尸苍蝇，之后她把研究目光投向了果蝇。她把腐烂的水果作为诱饵，用来捕捉野生果蝇做实验，她惊讶地看到一些死去的果蝇竖起翅膀，摆出那种暴露身份的姿势，腹部上有白色的、毛茸茸的孢子。她很快对孢子中的一些DNA进行了测序，证实了她的预感：这些果蝇是E. muscae的受害者。
Elya接着感染了黑腹果蝇（Drosophila melanogaster），这是一种世界各地的研究人员研究了一个多世纪的成熟实验室模型。这个e。muscae。她热衷于利用强大的果蝇基因工具包，研究果蝇的大脑，以了解真菌是如何进行操纵的。
在2023年的一份报告中，Elya和她的同事们表明，这种真菌可能会向苍蝇的“血液”——它的血淋巴——分泌一些东西，帮助操纵苍蝇的神经元。当她将受感染果蝇的血淋巴注射到未受感染的果蝇体内时，后者开始表现得像被僵尸化了一样。
Elya还发现，果蝇的昼夜节律神经元——帮助它记录日常节奏的神经元——可能与时间敏感的寻高行为有关。在被感染的果蝇中，沉默大脑中特定的这些神经元可以抑制顶峰活动。
Elya也想从真菌的角度来理解这种精神控制——为此，她、De Fine light和其他人最近对巨大的E. muscae基因组进行了测序。专注于感染果蝇的菌株，科学家们报告发现了类似于“白领1号”的基因，它携带着在一种叫做神经孢子虫的霉菌中制造蓝光传感器的指令。在N. crassa中，白领1在昼夜节律中起着重要作用，因此科学家们假设，这种基因可能与驱动受感染苍蝇在日落前后高峰行为的精确时间有关，随后是它们的死亡。
科学家们还发现了许多基因，可以帮助真菌充分利用苍蝇的组织和营养。其中包括编码海藻糖酶的特殊基因，海藻糖酶可以消化海藻糖，这是血淋巴中的主要糖；对于像几丁质酶这样的蛋白质，它们可以分解苍蝇外骨骼中的几丁质；还有分解脂肪的脂肪酶。
“这很有道理，对吧？因为这些真菌利用宿主的方式非常专门——不是先杀死它们，然后再吃掉它们，这是许多多面手病原体使用的策略——而是在昆虫体内生长，”Elya说。“能够专门针对宿主的每一个组织是很重要的。”
随着研究人员超越静态基因组，开始研究特定基因活跃时产生的基因RNA拷贝，对更多线索的探索仍在继续。在一篇尚未经过同行评议的研究论文中，荷兰瓦赫宁根大学的博士后研究员萨姆·爱德华兹；德细光；及其同事报告了他们在感染了E. musae后不同时间点对家蝇头部RNA的分析。通过弄清楚苍蝇和真菌的基因在苍蝇的头部内是活跃的，他们希望能一瞥真菌是如何操纵苍蝇的行为的。
研究小组检测到一种真菌基因的活性，这种基因类似于存在于某些僵尸化病毒中的一种被称为表皮类固醇udp -葡萄糖基转移酶（egt）的基因。这些病毒，比如E. muscae，迫使被感染的受害者——在这种情况下，是毛毛虫——移动到高处，并且以一种比它们的真菌同行更可怕的移动，导致毛毛虫融化并释放下面的病毒颗粒。egt基因在这种病毒诱导的毛虫登顶行为中发挥了作用，因此研究人员现在想知道，在E. muscae中，这种基因是否是诱导受感染苍蝇登顶的关键。
更进一步的是，De Fine light的预印本和Elya参与撰写的加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）最近的一项研究都发现，E. muscae可能不是单独行动的。这种真菌在寄生在家蝇和果蝇身上的同时，似乎也被一种病毒感染了。不过，这种病毒是否能帮助真菌控制苍蝇还有待观察。
Elya， De Fine light和其他人仍然想知道真菌是如何开始操纵的。一种假设是，E. muscae直接释放一种化学物质，激活与苍蝇顶峰行为有关的神经元。但另一种假设是，真菌的存在，以及随之而来的苍蝇的生理变化，触发了苍蝇自己的神经元释放化学物质来启动这一过程。
De Fine light热衷于在学校教授僵尸苍蝇-真菌系统，以吸引年轻的科学爱好者。他和爱德华兹最近发表了关于如何在实验室中观察僵尸真菌的说明。“这可以鼓励高中教师和其他人尝试，如果他们想的话，”De Fine light说。
其中一些包括从野外收集苍蝇尸体并从中分离真菌。
“或者你可以试着在实验室里感染一些健康的苍蝇，把它们和尸体放在一起，”De Fine light说。“这可能是最有趣的，对吧？”试图在一个小盒子里观察僵尸的行为。”
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