无脊椎

“无脊椎动物”是一个如此古怪的术语。脊椎动物当真有这么神奇吗？以至于我们必须要对多细胞生命世界中的绝大多数成员贴上“无脊椎”的标签，仅仅因为我们自己有脊椎？

昆虫、蜘蛛、海星、牡蛎、水母以及所有其他的小动物，或爬、或飞、或游，它们个头小、寿命短，谈不上有脑。它们也需要免疫系统吗？事实上，它们也有，而且很多……

无脊椎动物是一个非常庞杂的支系。它们千奇百怪、各式各样，又进一步分成许多的亚支，生活方式各异，生命周期各异，其中一些（特别是章鱼和乌贼）的智力还非常高。自然，它们的免疫系统也是多姿多彩。我们没有理由认为在一个物种里看到的现象在其他物种里也会出现—更别提许多无脊椎动物根本谈不上是“一个物种”。共生是一种司空见惯的现象，两种或者更多的物种生活在一起，这是一幅独特的免疫学图景。不过，为了给接下来的讨论做适当的铺垫，我会先提到一些一般性的发现。我主要讨论的是昆虫，这仅仅是因为当前对昆虫免疫系统的研究更为细致。

昆虫不仅具有免疫系统，而且看起来还很熟悉。比如，第一章里我们花了不少篇幅讨论Toll样受体—它之所以没有一个更悦耳的名字，是因为它最初就是在果蝇里发现的，Toll基因编码的是一个可以感知真菌感染的蛋白。果蝇的基因组里有好几个与Toll相关的基因，但是它们跟免疫系统毫无瓜葛；事实上，它们跟发育有关。这是否暗示着先天免疫系统一开始就是这么起源的呢？目前学界的主流意见不认可这种看法，因为Toll样受体蛋白家族在植物中也有出现，它们却严格执行着免疫功能。看来，Toll样受体基因的确是负责免疫的，只是被指派去帮助果蝇发育成熟。

这种常见的果蝇，学名叫作黑腹果蝇，是世界上被研究得最详细的动物之一。这倒不是因为科学家有迫切的需要来认识这种果蝇，而更多的是因为方便—这些果蝇容易培养，而且更重要的是，容易繁殖。遗传学家爱它们爱得不行。免疫学家却不太在乎繁殖，他们只是拿果蝇的免疫系统作为昆虫免疫的模式系统来研究。(https://www.daowen.com)

抗菌肽在无脊椎动物的免疫系统中扮演了重要角色。比如，这种小分子在昆虫中就相当常见。黑腹果蝇体内有至少20种抗菌肽，属于7种不同的类型。有趣的是，只要我们从某种生物里发现了一种新的抗菌肽，我们往往会发现人体内也有。

第二种防御机制要更加熟悉：吞噬细胞。昆虫的吞噬细胞跟我们的并无不同，叫作血细胞（Haemocytes），它们在血淋巴（昆虫的循环细胞，相当于我们的血液循环系统，不过要更简单）中巡逻，负责吞噬、消灭入侵者。有时候，病原体（比如，一只寄生虫）太大了，一个血细胞无法吞下，这时，多个血细胞就会将病原体团团围住。

另外一种机制是向入侵病原体的所到之处释放毒素，这些毒素分子会跟病原体结合，干扰它们正常的生理过程。此外，无脊椎动物也像我们一样有共生肠道菌群。研究人员发现，一些物种，比如鱿鱼、章鱼和虾，会在它们的卵细胞表面包裹一层“有益”的细菌，来抵抗“有害”细菌的入侵。此外，还有一种叫作干扰RNA（iRNA）的东西，不过我们以后再说。

总之，那些试图入侵昆虫的病原体会经历一番考验，昆虫可不像它看起来的那么简单。只看外表，生物学家也许会想当然地认为昆虫比较“简单”，它们的生理结构也较简单，器官也没有高度分化，但它们的基因组跟我们的一样复杂—有时甚至更为复杂。毕竟，昆虫需要经历几次变形—从卵细胞到幼虫、蛹，再到成虫—如果你仔细想想，这是蛮不可思议的事情。昆虫的免疫系统（以及所有无脊椎动物的免疫系统）可能都比我们一开始以为的要更加有趣。