⼩强是如何称霸世界的?

作者: Takeko

来源: 《美国国家科学院院刊》

发布日期: 2024-05-23 20:30:48

科学家通过DNA测序技术研究了德国小蠊的起源,发现其起源于东印度和孟加拉国,并探讨了其如何通过人类活动扩散至全球。研究揭示了德国小蠊与人类共存的历史,以及它们如何适应城市生活并进化出抗药性。

很多⼈家⾥可能都有种秘密的宠物,我们未必想养它们,但它们的确和我们共同⽣活在⼀个屋檐下。那就是蟑螂。最常⻅的⼀种蟑螂叫德国⼩蠊(Blattella germanica),它们在世界各地都很猖獗,除了南极洲,它们的身影遍布各地。但有意思的是,在⾃然界中却⼏乎很难找到它们的踪迹。令⼈惊讶的是,尽管这种“害⾍”是如此普遍,但我们对它们的身世却⼏乎⼀⽆所知。

这种专⻔在城市出没的顽强⽣物究竟是如何进化,并且安然⾃得地栖息在我们的住宅中的?

近⽇,⼀组科学家利⽤DNA测序技术详细研究了德国⼩蠊,并将它们的起源追溯到东印度和孟加拉国。这个引⼈⼊胜的故事讲述了⼈类和蟑螂的纠葛——我们帮助了它们扩散到世界各处,⼜对它们深恶痛绝。研究已发表在《美国国家科学院院刊》上。

德国的蟑螂?故事的主⻆在⼤约三百年前登上了⼈类历史的舞台。

1756年⾄1763年,欧洲七年战争暴发。当时,⼈们在东欧的军队储粮中发现了这种蟑螂。最初,敌对双⽅都⽤对⽅的名字为这种蟑螂命名——俄国⼈叫它“普鲁⼠蟑螂”,⽽英国和普鲁⼠⼠兵则把它们称为“俄国蟑螂”。1776年,瑞典⽣物学家卡尔·林奈(Carl Linnaeus)对这个物种进⾏了分类和命名,它的拉丁学名被定为Blatta germanica。Blatta在拉丁语中是“避光”的意思。

这个属后来被改称Blattella(⼩蠊),那些体型较⼩的蟑螂都被归在其中。⽽之所以叫作germanica,则是因为林奈检验的标本采⾃德意志地区。这让很多⼈误会这种⽣物起源⾃德国。实际上,不少博物学家很早就意识到,这种⽣物⼏乎不可能源⾃欧洲,因为欧洲并没有与之外形相似的蟑螂。科学家在⾮洲和亚洲发现了具有相似解剖结构的相关物种。

因此,⼀种普遍的共识是,德国⼩蠊最初可能是在⾮洲或者亚洲进化⽽来,然后才称霸世界的。但仅仅依靠外形等研究,我们还很难真正弄清楚它们的故事。这就需要基因的帮助了。

基因测序在这项新研究中,团队从全球17个国家的281只蟑螂身上采集了DNA样本,并⽐较了⼀个名为CO1的特定基因区域的DNA序列,也就是所谓的“DNA条形码”。可以这么理解,我们在超市只要扫描商品的条形码,就能知道商品的信息。

⽽这个基因区域也像⽣物各⾃特有的“商品代码”⼀样,能够帮助科学家快速识别并确认物种。研究⼈员将德国⼩蠊与亚洲的类似物种进⾏⽐较发现,德国⼩蠊的序列与孟加拉湾的亚洲姬蠊(Blattella asahinai)⼏乎完全相同。超过80%的德国⼩蠊样本完全匹配。其余20%的样本鲜有差异。研究推断,这两个物种仅仅分化了约两千⼀百年。从进化的⻆度来看,这就是眨眼之间的事情。

正如其他很多物种⼀样,亚洲姬蠊也是在农⺠清除了它们的⾃然栖息地之后,才适应了与⼈类共处的⽣活。它们的祖先从印度的⽥野搬到了建筑物中,开始依赖⼈类。但是,它们后来⼜是如何扩散到世界各地的呢?

勇闯世界的故事研究⼈员还分析了基因组中的另⼀组被称为SNP(单核苷酸多态性)的DNA序列。

他们利⽤来⾃六⼤洲17个国家的样本,找到了不同种群的蟑螂之间彼此相关的程度,描绘出了德国⼩蠊是如何从它们的故乡勇闯天涯的。⼤约2100年前,或许在印度或者缅甸,德国⼩蠊和亚洲姬蠊在进化上分道扬镳。随后开始了迁移。这种迁移主要分为两波。⼤约1200年前,第⼀波迁移开始。这些蟑螂很可能搭上了倭⻢亚和阿拔斯王朝贸易和军事扩张的顺⻛⻋。它们不断向⻄抵达中东。

下⼀波迁移则在⼤约390年前,它们向东前往东南亚。历史上,17世纪初起,⼀些欧洲的贸易公司开始在东南亚开展贸易,并往返于欧洲,⽐如英国东印度公司或者荷兰东印度公司。⽽这些蟑螂可能和他们⼀起开始了旅⾏。德国⼩蠊⼤约在270年前来到了欧洲,这也和七年战争的历史记录相吻合。⼤约120年前,德国⼩蠊从欧洲扩散到了世界其他地区。这种全球扩张与这个物种在不同国家的历史记录⼀致。

⼤约170年前,这个物种还在亚洲“扩张”过⼀次,它们向北并向东来到了中国和韩国。研究还注意到,与在地理距离上彼此接近的国家相⽐,在⽂化上具有联系的国家存在关系更密切的种群。这暗示着全球贸易促进了它们的传播。⽐如,随着蒸汽动⼒船取代帆船,这些搭上了顺⻛⻋的⼩动物被运送得更加快速了。更短的旅程时间意味着他们更有可能活着抵达并⼊侵新的国家。

接着,随着住房条件的改善,⽐如管道和室内供暖的出现,为⼩蠊在世界各地的建筑中⽣存和繁衍创造了有利条件。

我们和它们的故事仍在继续当然,绝⼤多数⼈都不喜欢蟑螂,所以它们的⽣存取决于它们的隐蔽能⼒。德国⼩蠊进化成了夜⾏性动物,它们避光⽣存,会避开开阔的空间。它们也不再⻜⾏,但依然保留下了翅膀。繁殖能⼒也相当惊⼈。这些⽣物最臭名昭著的特点是,只要短短⼏年,它们就能迅速进化出针对许多杀⾍剂的抗药性。

⽐如上世纪80年代推出的蟑螂药饵既便宜⼜有效。但它们的效果很快就⼤打折扣。这是因为诱饵使⽤了糖来引诱蟑螂。喜欢“甜⻝”的蟑螂被杀死了,但那些喜欢其他⼝味的蟑螂却存活下来并繁衍后代。⼩蠊属的历史或许可以追溯到两亿年前。它们仍在进化和适应,保持着顽强的⽣命⼒。我们和德国⼩蠊之间的故事应该还会持续很久。

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