蟑螂就快殺不死了嗎?

劉聲遠

2019年7月初公布的一項新研究結果顯示，全球最常見昆蟲——德國小蠊（一種常見蟑螂）正在演化出對多種殺蟲劑的交叉耐藥性。在一個持續(xù)6個月的研究期中，就算科學家聯(lián)合運用多種殺蟲劑，一些情況下依然不足以削減德國小蠊數(shù)量，甚至在一代時間內(nèi)德國小蠊數(shù)量就增加5倍?？茖W家說，這是之前他們從未意識到的一大挑戰(zhàn)——蟑螂對多種殺蟲劑的耐藥性意味著：使用化學藥物殺滅蟑螂將變得幾乎不可能。

這項研究進行于美國印第安納州和伊利諾伊州。科學家測試了不同級別的殺蟲劑和殺蟲劑組合殺滅蟑螂的效果。他們首先在實驗室外采集蟑螂，探尋單品種有效的殺蟑螂藥物，但發(fā)現(xiàn)用藥后蟑螂數(shù)量穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)明顯下降。在使用兩種殺蟲劑的情況下，蟑螂數(shù)量看來更多。在單用其中一種殺蟲劑的一項實驗中，蟑螂幾乎被全部殺滅。但在另一項這樣的實驗中，1096的蟑螂產(chǎn)生耐藥性，最后蟑螂的數(shù)量出現(xiàn)增長。存活的蟑螂產(chǎn)生耐藥性更強的后代，在一代蟑螂的壽命期內(nèi)，蟑螂耐藥性飆升4～6倍。至于為什么會這樣，科學家一時不能確定。

在3個月的繁殖周期中，一只雌蟑螂可產(chǎn)下多達50個后代。就算只有少數(shù)蟑螂產(chǎn)生了交叉耐藥性，也可能意味著蟑螂群體數(shù)量不會減少，甚至會增加。科學家認為，如果光用殺蟲劑控制蟑螂不能奏效，就需要并用多種手段才可能有效。但為什么蟑螂這么難被殺死？以美國蟑螂為例，這種雜食性食腐動物是進入人類居住點的最大昆蟲之一。它的基因組在所有昆蟲中也是最大的之一，僅次于普通蝗蟲的基因組大小。美國蟑螂有2萬個基因，和人類的基因數(shù)相同。蟑螂的一些基因控制著蟑螂體內(nèi)的排毒系統(tǒng)，這意味著蟑螂吃了有毒的食物后不會得病。更多的基因在幫助蟑螂對抗感染，這意味著蟑螂可存活于骯臟環(huán)境中。由于強大的基因序列，蟑螂肢體可以再生?？茖W家還發(fā)現(xiàn)，雌蟑螂無需雄蟑螂為伴也能活得很好。

蟑螂爬進入耳

2019年5月下旬，一段視頻在國際互聯(lián)網(wǎng)上引起關注。視頻中，越南一名男子說自己耳朵里有一只蟲子，這讓他疼痛難忍。醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn)，是一只蟑螂爬進了該男子的耳道。視頻顯示這只蟑螂在該男子耳朵里移動，蟑螂觸須不?；蝿?。可能是由于蟑螂移動，該男子耳朵內(nèi)出現(xiàn)一道傷痕。醫(yī)生設法迫使蟑螂從該男子耳道里出來，但蟑螂好像根本不理。接下來，醫(yī)生嘗試用金屬棒把蟑螂引出來，但沒有成功。醫(yī)生最終把生理鹽水灌進該男子耳朵里，不久后蟑螂就爬了出來。

蟑螂之所以被該男子的耳朵吸引，是因為蟑螂喜歡耳垢的氣味。人的耳垢會散發(fā)蟑螂喜歡的味道。蟑螂偏好溫暖潮濕的小環(huán)境，所以人的耳朵對蟑螂來說堪稱絕佳棲居地。不過，蟑螂爬進人耳朵所造成的危機在蟑螂死后更嚴重。昆蟲進入人耳通常會造成很大的不適，這是因為昆蟲的叮咬。蟑螂爬進人耳給人造成的不適感，肯定會讓人抓耳朵，這通常會造成蟑螂死亡。蟑螂身體爆裂后釋放的細菌很容易造成感染。此外，昆蟲在人耳中“嘶嘶”作響，也會讓人非常不安。

黃蜂斬首蟑螂

2018年12月，國際媒體發(fā)布了在德國一張餐桌上一只蟑螂被一只黃蜂斬首的視頻。視頻中，20歲學生塞里爾回到公寓時發(fā)現(xiàn)一只蟑螂和一只黃蜂正在餐桌上鏖戰(zhàn)。視頻開始時，黃峰趴在背朝天躺著的蟑螂身上，蟑螂腿在空中亂晃。在兩者搏斗中，黃蜂咬斷了蟑螂的一條腿。蟑螂繼續(xù)亂踢腿，黃蜂則漸漸去攻擊蟑螂頭部。蟑螂來不及逃離，腦袋就被黃蜂扯掉。盡管被斬首，蟑螂身子仍在繼續(xù)蠕動。塞里爾說，這簡直像一場角斗賽，黃蜂最終勝出。

最晚在侏羅紀就有

蟑螂似乎根本不怕死，以至于被一些人通俗地稱為“小強”。蟑螂屬于蜚蠊目，這個目還包括曾經(jīng)被認為有別于蟑螂的白蟻。至今，全球范圍已有超過460類共4600種蟑螂得到描述。蟑螂的科學名稱來自于拉丁文“一種避光昆蟲”，但這一名稱其實在古典拉丁文中也指螳螂。

從19世紀起，就有一種猜測——蟑螂是一個古老的昆蟲種群，起源于泥盆紀（大約4.05億年前）?；@示，那時的原蟑螂與現(xiàn)代蟑螂有明顯區(qū)別，就是前者有長長的外產(chǎn)卵器，并且前者還是螳螂和現(xiàn)代蜚蠊科的祖先。由于化石不能保存后翅和口器，原蟑螂與現(xiàn)代蟑螂之間的關系仍存爭議。擁有內(nèi)產(chǎn)卵器的現(xiàn)代蟑螂的最早期化石看來可追溯到白堊紀（1.45億年前～6600萬年前）。最近一項動植物種類史研究表明，蟑螂最晚起源于侏羅紀（公元前1.996億年～公元前1.455億年）。

白蟻曾被認為與蟑螂不同目。然而，最近的基因證據(jù)強烈表明白蟻直接起源于真蟑螂。這一證據(jù)支持了1934年提出的一種猜想，即白蟻與食木蟑螂關系很近。這一猜想原本是基于白蟻（被認為是活化石）的消化道共生鞭毛蟲與食木蟑螂之間的相似性。更多證據(jù)出現(xiàn)于1965年。當時，有科學家注意到一些白蟻與蟑螂蛹之間的變態(tài)相似性。

大多數(shù)種類的蟑螂都只有拇指指甲大小，但也有一些個頭較大的蟑螂種類。世界上最大的蟑螂是澳大利亞巨型打洞蟑螂，其體長可超過9厘米，體重超過30克。中美洲巨型蟑螂的體長可達9厘米。已知最長蟑螂的體長可達9.7厘米，直徑4.5厘米。中南美洲有一種巨型蟑螂的翼展可達18.5厘米，為已知的蟑螂最大翼展。

蟑螂是廣義昆蟲，沒有多少特殊性適應特征。蟑螂頭部較小，身體寬扁，大多數(shù)蟑螂的體色為紅褐色或暗褐色。蟑螂有大大的復眼、兩只單眼和長且靈活的觸須。蟑螂的口器位于頭部下方，包括廣義的上顎、唾液腺和各種觸摸及嘗味受體。蟑螂身體分成由3個胸節(jié)組成的胸部和由10個腹節(jié)組成的腹部。蟑螂體表有包含碳酸鈣的堅硬外骨骼，它保護內(nèi)部臟器，并且提供與肌肉的連接。外骨骼上覆蓋蠟以斥水。蟑螂翅膀附著在第二和第三胸節(jié)上，一對堅硬的前翅像盾牌一樣蓋在膜狀的后翅上起保護作用，后翅只用于飛行。兩對翅膀都有縱向和橫向的翅脈。

蟑螂的6條腿很結實，每條腿都有基節(jié)及5個爪子。蟑螂腿分別與3個胸節(jié)連接，每個胸節(jié)上各連兩條腿。前兩條腿最短，后兩條腿最長，后腿為蟑螂奔跑提供主要動力。蟑螂腿上的刺曾被認為是感受器官，但蟑螂在沙地和線網(wǎng)上的步態(tài)證明這些刺的作用是幫助蟑螂在困難地形上的運動。蟑螂腿的結構已經(jīng)啟發(fā)科學家研發(fā)出很有效的機器人腿。

蟑螂的每個腹節(jié)上都有一對呼吸孔。第10個腹節(jié)上有一對尾須、一對尾針、肛門和外生殖器。雄蟑螂的生殖器在繁殖期間分泌精子，雌蟑螂有受精囊存儲精子，由產(chǎn)卵器產(chǎn)下卵鞘。

蟑螂也懂集體決策

蟑螂在全球都很常見，它們的棲息范圍很廣，在熱帶和亞熱帶尤其多。蟑螂可耐受極低溫，因此在北極也能生存。有些種類的蟑螂在-122℃的環(huán)境中也能存活，這是因為它們能產(chǎn)生由丙三醇構成的抗凍劑。北美洲遍布50種蟑螂。澳大利亞有450種蟑螂。但只有4種廣泛分布的蟑螂通常被認定為害蟲。

許多蟑螂生活在樹葉堆里、植被莖稈之間、朽木中、樹樁洞里、樹皮洞下、圓木堆下面和殘骸堆里。有些蟑螂生活在干燥地區(qū)，它們無需水源也能生存。有些蟑螂是水生的，生活在水面，能潛水覓食。大多數(shù)水生蟑螂用腹部尖頭刺穿水面作為通氣管，但也有一些水生蟑螂在潛水時胸盾下方攜帶氣泡。還有些蟑螂生活在樹冠層，它們有可能屬于那里的主要無脊椎動物行列。它們白天很可能躲藏在枯葉縫隙里、鳥巢中或附生植物間，夜間才出來覓食。

蟑螂是群居性昆蟲，為數(shù)不多的蟑螂顯示出對后代的看護?？茖W家曾以為蟑螂群居是對環(huán)境線索的回應，但現(xiàn)在他們相信蟑螂群居是受信息素影響。一些種類的蟑螂在糞便中分泌信息素，微生物共生體可能參與其中。另一些種類的蟑螂使用位于上顎的腺體分泌信息素。由表皮產(chǎn)生的信息素或許會幫助蟑螂通過氣味區(qū)分不同的蟑螂種群。這方面的研究僅限于一些蟑螂種類，但已知德國小蠊通過分泌信息素來留下糞便蹤跡。其他蟑螂追隨這些蹤跡去發(fā)現(xiàn)食物源和水源，以及發(fā)現(xiàn)其他蟑螂的隱藏地。

蟑螂的日常節(jié)律也可能受到一套復雜的激素控制，其中只有很少部分被科學證實。2005年，其中一種蛋白質——色素擴散因子被分離出來，并且被發(fā)現(xiàn)是蟑螂生物節(jié)律的一個重要調節(jié)因子。害蟲蟑螂很容易適應一系列環(huán)境，但它們偏愛建筑物內(nèi)部的潮濕環(huán)境。許多熱帶蟑螂喜歡更溫暖的環(huán)境。蟑螂通常都在夜間活動，一見光就逃走。但亞洲蟑螂在這方面例外，它們雖然大多在夜間飛行，卻被亮光和淺色表面吸引。

在食物源選擇方面，群居性蟑螂展現(xiàn)出集體決策。當足夠數(shù)量的蟑螂都利用一個食物源時，就向新來的蟑螂發(fā)出了一個信號：在這兒待著就好，不用去別處?？茖W家已經(jīng)研發(fā)了多個數(shù)學模型，以解釋蟑螂的聚集動力和同種識別。

合作與競爭在蟑螂的集體決策行為中實現(xiàn)了平衡?？磥眢胫贿\用兩種信息來決定去哪里，即那里有多暗和有多少其他蟑螂在那里。一項采用了有特殊氣味、外形大小與蟑螂相似的蟑螂機器人的研究證明，一旦一個地方的蟑螂數(shù)量達到一定值，蟑螂就會接受集體決策前往該處躲藏，哪怕這里異常明亮。

當科學家對群居性蟑螂進行群居培養(yǎng)和單獨培養(yǎng)時，蟑螂顯示出不同行為。在一項研究中，單獨培養(yǎng)的蟑螂不大可能離開棲居地去外面探索，進食時間較少，與接觸到的同種個體的交互更少，雄蟑螂花在識別對自己有意的雌蟑螂方面的時間更長。由于這些改變在多種環(huán)境下都出現(xiàn)，科學家推測這些改變構成一種行為綜合征。這些改變可能歸因于被隔絕蟑螂個體的代謝即發(fā)育速度變慢，也可能歸因于一個事實——被隔絕個體未經(jīng)過訓練期，不知道其他個體表現(xiàn)怎樣。

一些蟑螂種類會發(fā)出嘶嘶聲，另一些則發(fā)出唧唧聲。馬達加斯加嘶叫蟑螂通過第四腹節(jié)上的呼吸孔發(fā)聲，包括多種不同的嘶嘶聲，例如成年蟑螂和較大的蛹發(fā)出的干擾聲，以及成年雄蟑螂發(fā)出的攻擊、求偶和交配聲。多種澳大利亞蟑螂通過聲音和振動行為來求偶?？茖W家觀察到它們通過迫使氣流穿過呼吸孔來制造嘶嘶聲和口哨聲。潛在配偶在場時，一些蟑螂會以節(jié)律性重復方式拍打自己所在表面。聲音信號在樹棲蟑螂中更常見，尤其是在生活于澳大利亞熱帶地區(qū)低矮植被上的蟑螂中常見。

蟑螂是雜食性動物。例如，美國蟑螂所吃食物范圍很廣，包括面包、水果、皮革、裝訂書籍的糨糊淀粉、紙張、膠水、皮屑、頭發(fā)、死蟲子和沾滿灰塵的衣服等。許多種蟑螂在其腸道里有共生的原生動物和細菌，后兩者能消化纖維素。一些種類的蟑螂的唾液中有纖維素酶。食木蟑螂能依賴結晶纖維素生存，而無需共生微生物。