帮助蟑螂征服世界的,其实是人类自己
撰文 | 不周
审校 | clefable
我至今仍记得去广东的第一晚,酒店墙上那只大蟑螂飞起带给我的冲击,我开着灯,一夜……不敢眠。
后来随着我在当地住久了,见识有所增长,我逐渐意识到,大蟑螂(通常是美洲大蠊或者日本大蠊)虽然会飞,也很可怕,但它们相对少见,且非常醒目,灭杀时目标总是很明确。而最让人恼火的,是一种杀之不尽,灭之不竭的小蟑螂——德国小蠊(Blattella germanica)。
每当半夜开灯时,看到这些不请自来的潜伏者,正在客厅地上“快乐”地奔跑,我总会升起一种与之相反的情绪(咬牙切齿),同时内心涌起深深的困惑:这种生物究竟从哪里来的?!为什么哪里都有它们?为什么它们如此顽强?究竟怎样才能搞死它们!
大概是被相似的好奇心(或许还有强烈的情绪)驱动,在5月20日发表于《美国科学院院刊》(PNAS)的一项研究中,科学家给出了一个答案:德国小蠊或许起源于南亚,而帮助德国小蠊征服世界的“真凶”,正是我们人类自己。
神秘的蠊生赢家
尽管惹人生厌,但德国小蠊恐怕是世界上最为“成功”——数量最多——的蟑螂。它压倒了其他四千多种蟑螂,稳稳摘得了“世界上最流行的室内害虫”的称号。
事实上,除了南极洲,在其他所有大陆的人类居所中,都能见到德国小蠊的身影。而奇特的是,它们在人造建筑中如此常见,却没有任何自然栖息地。这让科学家很难锁定德国小蠊的原生地区。我们如此熟悉它们,却也存有未知:德国小蠊源自何处?又如何传播得如此之广?
1776年,博物学家卡尔·林奈(Carl Linnaeus)根据在德国采集的标本,第一次正式记录了这种长约1.1~1.6厘米,颜色从棕褐色到近乎黑色的杂食性蟑螂,并将其命名为“德国小蠊”。但博物学家很快意识到,它们并非源自德国或者是欧洲,因为当时欧洲还没有德国小蠊的近亲。
地图总结了世界各地关于德国小蠊的首次报告。图片来源:https://doi.org/10.1007/s10530018-1865-2
此后,有一些研究推断,德国小蠊或许起源于非洲东北部的相关物种。但另一个蟑螂物种——亚洲小蠊(Blattella asahinai)——似乎也是极具竞争力的祖先候选者。亚洲小蠊看上去和德国小蠊极为相似,但它们具有一些更为独特的特征,比如趋光性、适应户外生活以及有飞行能力等。
小蠊的寻根之旅
多年来,美国哈佛大学罗兰研究所(Rowland Institute at Harvard)的演化生物学家唐谦(Qian Tang,音译,这项研究的第一作者兼通讯作者)一直很好奇德国小蠊的起源之谜。在博士期间,他曾收集并分析被称为微卫星DNA的短片段,试图揭示德国小蠊不同种群间的关系。
遗憾的是,在当时的技术条件下,这些微卫星提供的遗传信息数据量实在过于微小。直到现在,我们已经可以轻松地对整个基因组测序,唐谦也因此开始重新调查他的原始样本。
通过对比线粒体基因数据,研究者发现德国小蠊和亚洲小蠊似乎不仅仅是外表相似,它们的基因组序列也非常相近。这表明,德国小蠊很可能是从亚洲小蠊分化而来。
不同地点人类家中捕获的蟑螂中,德国小蠊的比例。图片来源:https://doi.org/10.1007/s10530018-1865-2
亚洲小蠊的自然栖息地位于南亚,从印度东部到孟加拉国,再到缅甸均有分布。如果德国小蠊真是亚洲小蠊的现存近亲,它也应该起源于南亚。那么,它们是如何从亚洲一步步扩散到世界各地,走入千家万户的呢?
征服世界的背后
为了解答这个疑问,唐谦和他的研究团队从17个国家采集了281只德国小蠊样本,并用基因测序技术获得了这些样本的全基因组数据。通过对比不同种群基因组之间的相似性和差异性,他们得以计算它们可能出现的时间和地点,从而追溯德国小蠊在全球范围内的传播路线。
全基因组数据显示,德国小蠊可能是在大约2100年前,从亚洲小蠊分化而来。当时它们可能主要聚集在印度西部或缅甸东部,而那时人类聚居区的农业正蓬勃发展。唐谦推测,亚洲小蠊最初可能生活在人类居所或种植园附近,随后部分蟑螂转而开始吃人类种植的农作物。而后,随着它们发现人类住宅里有相似的食物,便跟随食物来源搬到了室内。
“大约是从那时起,部分亚洲小蠊开始分化为德国小蠊,”唐谦在接受《纽约时报》(New York Times)采访时表示。随后,德国小蠊“兵分两路”,分别从南亚向西和向东挺进。
通过分析基因组数据,研究人员发现,大约是在1200年前,德国小蠊开始从印度东部向西,迁移到了中东。这段时间恰逢两个伊斯兰哈里发帝国——倭马亚王朝和阿拔斯王朝大肆进行贸易与战争。随着人类活动加剧,研究人员推测,这些昆虫可能是搭乘着面包篮,穿越了沙漠,抵达了它们的“新大陆”。
图片来源:原论文
而在大约390年前,欧洲国家开始在南亚和东南亚地区开展频繁的殖民商业活动,比如荷兰和东印度贸易公司的成立。这些公司通过商船频繁地往来于欧洲与南亚地区,而当时轮船和住宅都改进了供暖和管道系统,创造了温暖和潮湿的环境——蟑螂的最爱。显然,人类再次推动了德国小蠊的扩张之旅。这一次,商船将它们带去了欧洲。
这项研究显示,德国小蠊大约在270年前抵达了欧洲,这与第一次记录它们的时间大致相符。而在约120年前,随着全球贸易的发展,德国小蠊开始从欧洲传播到了世界各地。大约在170年前,它们在亚洲完成了另一次扩张——向北和向东侵入了中国与韩国。
纵观德国小蠊征服世界的过程,适应人类的生活方式,其实是它们能够如此成功的关键。人类为德国小蠊提供了食物、水分和温暖的环境,从此它们再不想和我们分开。当然,为了避让我们的厌恶和杀害,它们演化为夜间活动,停止了飞行,但保留了翅膀,成为我们身边的潜伏者。
面对人类不断推出的各种灭蟑手段,诱饵、胶饵、蟑螂药,蟑螂仍在不断演化,以适应生存,我们也将继续这场“军备竞赛”。而了解蟑螂的起源和它们的遗传多样性,将帮助我们找到解决杀虫剂抗药性的方法。
参考链接:
https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2401185121
https://www.nytimes.com/2024/05/20/science/cockroach-evolution-cities.html?trk=public_post_comment-text
https://www.nature.com/articles/d41586-024-01454-1
https://www.science.org/content/article/humans-helped-german-cockroach-conquer-world
https://www.theguardian.com/australia-news/article/2024/may/21/where-is-the-german-cockroach-actually-from-we-tested-its-dna-to-trace-its-true-origins
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