蟑螂现在无处不在,这都是因为人类

德国蟑螂在建筑物中茁壮成长遍布世界各地.它们是最常见的蟑螂物种之一,会给人们带来麻烦两者都在这里和海外。但在自然界中,它们无处可寻。

这种城市害虫是如何进化并居住在我们的住宅中的,我们不得而知——直到现在.

我们使用DNA测序来研究德国蟑螂(Blattella germanica(德国布拉特氏菌)),并将其起源追溯到印度东部和孟加拉国。

这是一个引人入胜的故事,讲述了人类如何促成了我们最讨厌的害虫之一的进化和传播。

德国之谜

聚光灯落在了我们在东欧的故事之星上,当时它在七年战争(1756-63 年)期间在军队食品商店中被发现。每个敌对势力都以另一个名字命名蟑螂——俄罗斯人称它为“普鲁士蟑螂”,而英国和普鲁士士兵则称其为“俄罗斯蟑螂”.

然后在 1767 年,瑞典生物学家卡尔·林奈 (Carl Linnaeus) 对该物种进行了分类并命名(Blatta germanica).布拉塔在拉丁语中是“避开光线”的意思,日耳曼语因为他检查的标本是在德国采集的。(该属后来改为布拉特拉将较小的蟑螂品种组合在一起。

最终,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。他们不同地认为德国蟑螂可能首先进化到两者非洲亚洲,然后继续统治世界。

但是他们没有办法检验他们的理论。我们愿意。

进入基因测序

我们从全球17个国家的281只蟑螂身上采集了DNA样本。

然后,我们比较了一个特定遗传区域的DNA序列,称为CO1。这被称为”DNA条形码".

当我们将德国蟑螂与来自亚洲的类似物种进行比较时,我们发现了匹配。德国蟑螂的序列几乎与德国蟑螂的序列相同Blattella asahinai(朝日内布拉特氏菌)来自孟加拉湾。

超过80%的德国蟑螂样本完全匹配。剩下的20%几乎没有区别。

这意味着这两个物种在2100年前就彼此分道扬镳了——从进化的角度来看,这是一个眨眼的功夫。

德国蟑螂的繁殖率很高。(Matt Bertone/Coby Schal/北卡罗来纳州立大学)

从孟加拉湾走向世界

我们认为朝内芽孢杆菌适应在农民清理自然栖息地后与人一起生活,就像其他物种也做过.

所以祖先朝内芽孢杆菌从印第安人的田野搬到建筑物中,并成为依赖人类.但是它们是如何传播到世界各地的呢?

为了回答这个问题,我们分析了来自蟑螂基因组的另一组DNA序列。

这一次,我们研究了称为SNPs(单核苷酸多态性).使用来自六大洲 17 个国家的样本,我们能够弄清楚德国蟑螂是如何从它们的故乡传播到世界各地的。

大约1200年前,第一波移民从孟加拉湾出现,向西行进。蟑螂很可能搭上了扩张的伊斯兰倭马亚王朝和阿拔斯王朝哈里发的商人和军队的顺风车。

大约390年前,下一波浪潮向东移动,进入印度尼西亚。他们可能与欧洲贸易公司一起旅行,例如英国东印度公司荷兰东印度公司.从17世纪初开始,几家这样的公司在东南亚和欧洲进行贸易。

我们的研究表明,德国蟑螂大约在270年前到达欧洲,这与七年战争的历史记录相符。

大约120年前,德国蟑螂从欧洲传播到世界其他地区。这种全球扩张与历史记录这个新物种在各个国家。

我们认为,全球贸易促进了这种传播,因为在具有文化联系的国家发现了更密切相关的人口,而不是彼此相近的国家。与此相一致,我们在大约170年前在亚洲发现了另一次扩张——向北和向东进入中国和韩国。

蒸汽动力船更换了帆船,搭便车的人是运输更快。较短的旅程时间意味着他们更有可能活着到达并入侵新的国家。

然后,住房的改善,如管道和室内供暖,创造了条件有利生存和繁荣在世界各地的建筑物中。

虫害防治军备竞赛

答案是肯定的人们不喜欢蟑螂,所以入侵者的生存取决于他们保持隐藏的能力。

德国蟑螂进化为夜行动物(顾名思义)并避开空旷的地方。它停止飞行,却保留了它的翅膀。

这些蟑螂因其能够迅速进化出抗药性而臭名昭著许多杀虫剂用于表面喷涂。可能会出现阻力几年内.这使得寻找新的活性成分的挑战变得困难,因为发现、安全测试和注册成本高昂.

蟑螂诱饵在 1980 年代推出时既便宜又有效。但它们很快就对德国蟑螂的效果降低了。那是因为诱饵用糖来诱惑蟑螂。“爱吃甜食”的蟑螂被杀死了,而那些喜欢其他口味的人则幸存下来并繁殖。

当我们制定控制德国蟑螂的新策略时,我们需要考虑它们如何进化以逃避攻击。如果我们了解耐药性是如何出现的然后,我们可以找到更好的反击方法。我们可以识别要利用的弱点。

毕竟,德国蟑螂将继续进化和适应以生存,因此我们与蟑螂之间的军备竞赛将持续数年。

西奥·埃文斯,应用昆虫学副教授,西澳大利亚大学唐倩,进化生物学研究助理,哈佛大学

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