帮助蟑螂征服世界的 其实是人类自己 小蠊的寻根之旅

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