你也许听过这个坊间传言:
当你在家里看见一只蟑螂时,说明已经有上百只蟑螂定居在你家,和你同吃同住。
想想就毛骨悚然,对吧?
蟑螂是一种古老的昆虫,同时也是人类的天敌。
经过数千年的进化,蟑螂已经完全适应人类的生活环境和食物,并且繁育出数量庞大的后代。
人类称呼蟑螂为“小强”,可谓名副其实,这种害虫虽然体型小,却有着强大的生命力。
我们生活中常见的蟑螂主要有两种,分别是德国小蠊(Blattella germanica)和美洲大蠊(Periplaneta americana)。前者分布在全国各地,后者主要分布在我国南方。
它们不畏严寒,不挑居所,有人的地方就有它们。
无论你把家里打扫得多干净、使用过多少杀虫剂,总是难免在某一天打开碗橱或衣柜时,和一只“小强”面面相觑。
(图片来源:《唐伯虎点秋香》)蟑螂可以说是与我们关系最密切,也最令人头疼的昆虫。
那么问题来了,为什么蟑螂如此难被消灭?
首先,蟑螂有着一流的逃跑速度。它们的触角能感受到轻微的气流,一旦有动静,拔腿就跑。
它们每秒内可以跑出 1.3 米,看起来虽然不远,但这个距离已是它们平均身长的 50 倍。
其次,它们还很扛踩。
蟑螂的外骨骼是由许多重叠的板块组成的,每个板块由可以灵活移动的薄膜相连,这使得蟑螂可以轻松改变身体的形状。
它们不但能挤进不足自己身高四分之一的缝隙里,还能通过改变骨骼形状,以承受高达自身重量 900 倍的压力。
所以,当你用拖鞋砸中一只蟑螂时,一定要检查一下它死了没有。
蟑螂的身体结构。(图片来源:Vedantu)而且,蟑螂在若虫时期,还有“断肢再生”的能力。
华南师范大学的李胜教授团队,在一项研究中对一些蟑螂进行了截肢手术,观察它们的断肢再生情况。
实验分为一个对照组和五个实验组,最轻的一组只截掉了胸肢的尾部,结果很快再生;最严重的一组截掉了整个胸肢,一部分蟑螂无法再生。
这说明,美洲大蠊再生缺失肢体的能力和恢复程度,取决于创伤的严重程度。
根据蟑螂的这个特性,李胜教授团队正在研究,蟑螂提取物中是否含有生长因子,可以应用于开发人类伤口愈合和组织修复的药物。
不同截肢程度下蟑螂的再生情况。(图片来源:参考资料 [1])更恐怖的是,蟑螂失去头部后,仍可存活五到六天。
因为它们是通过身体上的小孔呼吸的,但失去头部后无法摄取食物,因脱水和饥饿逐渐死去。
“打不死的小强”,实在名不虚传。
蟑螂不但“打不死”,它们还什么都吃。人类的头发、死皮,胶水,纸张、木头、各种建筑材料,甚至吃自己的粪便和呕吐物。
食物不足的情况下,它们还会同类自相残杀,食用同伴的尸体。
因此,即便生活在营养匮乏的环境里,它们仍然能够获取食物,并且繁衍生息。
(图片来源:giphy)美洲大蠊的寿命约为一年,德国小蠊是 100~200 天。
它们的繁殖速度也不一样,一只美洲大蠊及其后代,一年内能产生 800 只新蟑螂;而一对德国小蠊及其孩子们,一年内能产生超过 30 万只后代。
美洲大蠊还拥有一个能力,就是孤雌生殖,也称无性生殖。顾名思义,就是雌性蟑螂在未受精的状态下产生后代。
日本北海道大学的一组昆虫学家,观察了一个只有 15 只雌性蟑螂的群体,它们在三年间持续繁衍,后代达到了 1000 只,而且每只都是雌性的。
研究者认为,美洲大蠊的惊人繁殖能力,一定程度上解释了蟑螂在恶劣环境下的生存能力。
两只正在交配的蟑螂。(图片来源:Futurity)蟑螂的强大,还体现在它们对环境的极强适应力上。
由于生活在肮脏、阴暗、潮湿的地方,蟑螂身上难免会携带各种各样的细菌、真菌和病毒。但蟑螂本人不会因此生病,因为它们的基因对许多病原体免疫。
有学者认为,蟑螂频繁接触大量不同细菌的生活方式,导致它们形成了这种独特的先天免疫系统。
辛辛那提大学的 Richard D. Karp 教授做过一项实验,他给蟑螂注射蜜蜂毒素,结果几乎全军覆没。
但如果他先给蟑螂注射灭活的蜜蜂毒素,相当于给它们打了疫苗,然后再接触蜜蜂毒素,这时蟑螂的存活率为 85%,大大提高。
这说明,蟑螂具有复杂的免疫系统,它们的免疫细胞同样具有特异性和记忆力 —— 跟人类一样。
蟑螂携带的病原体容易诱发人的过敏性哮喘。(图片来源:Victoria Roberts)不但环境中的病原体无法杀死它们,就连人类研究出来专门对付害虫的杀虫剂,也无法对它们造成威胁。
因为有些蟑螂的基因变异得很快,一个月内就能进化出对杀虫剂的抗体。
2016 年,来自普渡大学的 Michael Scharf 教授团队,分别在印第安纳州和伊利诺伊州找到一片密集的住宅区,并进行了长达六个月的杀虫试验,目标是德国小蠊。
试验分为三个阶段。第一阶段是,对住宅区在三个月内轮流使用三种不同的杀虫剂;第二阶段是,使用两种杀虫剂的混合物,每月喷洒一次。最后阶段,则使用单一的杀虫剂 —— 阿维菌素。
阿维菌素是一种常见的杀虫剂成分,使用它是因为当地的蟑螂对其抗性较低。
结果发现,前两个阶段杀虫剂的喷洒,对德国小蠊的数量毫无影响,甚至不降反升。只有使用阿维菌素时,部分住宅区的蟑螂数量才得到控制。
然后,他们对幸存的蟑螂进行了研究,发现它们对多种杀虫剂产生了交叉耐药性。而且,具有耐药性的蟑螂数量,在短短一代人内就涨了 4 到 6 倍。
Michael Scharf 教授惊讶于蟑螂的进化能力,并感叹道,“仅靠化学物质几乎不可能控制这些害虫。”
德国小蠊的进化速度非常快。(图片来源:TED-ed)虽然蟑螂几乎不可能被消灭,但我们仍可以在日常生活中做一些小事,让蟑螂不至于太猖獗。
主要包括以下几点:
1、密封或堵住排水管道、通风口、窗户周围等进入房屋的缝隙。
2、修补和密封房子外面的裂缝。
3、把食物和食材放在密封的容器里,可以掩盖气味,也防止蟑螂进入。
4、不要把食物放在外面过夜,包括宠物食品。
5、清理桌子、柜台表面的食物碎屑和剩菜。每天清空垃圾,扔到户外。
6、移走屋子里的大量纸张或硬纸板,这是蟑螂的藏身之处和食物来源。
7、如果你在屋里的某处看见蟑螂,立刻清理那个地方。
(图片来源:giphy)P.S. 不知道以后是人类活得久,还是蟑螂活得久呢。
参考资料:
[1]Li, S., Zhu, S., Jia, Q. et al. The genomic and functional landscapes of developmental plasticity in the American cockroach. Nat Commun 9, 1008 (2018).
[2]Fardisi, M., Gondhalekar, A.D., Ashbrook, A.R. et al. Rapid evolutionary responses to insecticide resistance management interventions by the German cockroach (Blattella germanica L.). Sci Rep 9, 8292 (2019).
[3]Why are cockroaches so hard to kill? - Ameya Gondhalekar. TED-ed
[4]News, ABC. 2022. "Cockroaches Are Becoming 'Almost Impossible' To Kill, Researchers Say". ABC News.
[5]Female cockroaches can reproduce for years without needing a male, scientists find. Independent.co.uk.
[6]Solutions, Holistic. 2022. "Why Are Cockroaches So Hard To Kill - Holistic Pest Solutions". Holistic Pest Solutions.
[7]"Why Is It So Hard To Kill A Cockroach? Page 1 Of 0 | Foundation Pest Control". 2022. Foundation Pest Control.
[8]"Cockroach Reproduction Has Taken A Strange Turn". 2022. Nytimes.Com.
[9]"In A Cockroach Genome, ‘Little Mighty’ Secrets (Published 2018)". 2018. Nytimes.Com.
[10]A Pest, but Maybe Also an Immunological Clue. washingtonpost.com.
本文来自微信公众号:把科学带回家 (ID:steamforkids),作者:万物
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