作者:李木子 来源: 中国科学报 发布时间:2024-5-22
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谁帮“小强”征服了世界

 

德国蟑螂并非来自欧洲。图片来源:SMUAY/GETTY IMAGES

本报讯 没有人想拿德国蟑螂(德国小蠊)当宠物,但几乎家家都有它的踪影。作为世界上数量最多的蟑螂,它只生活在人类中间,而人类可能要为它的传播负责。5月20日发表在美国《国家科学院院刊》的一项基因研究发现,中世纪的战争和殖民贸易帮助这种蟑螂几乎到达了全球的每一个角落。

没有参与这项研究的葡萄牙里斯本大学生物地理学家Cesar Capinha说,这一发现引人注目,说明许多物种已经有意或无意地通过旅行和贸易离开了栖息地。他指出,2023年的一份联合国报告指出,人类已经向世界各地的新地区引入了3.7万多个物种,并且每年还有200多个物种陆续到达。

1776年,著名博物学家Carl Linnaeus根据在德国采集的标本首次正式描述了德国蟑螂。但博物学家很快意识到,它可能不是起源于欧洲,因为当时欧洲没有类似的蟑螂。此后,这种昆虫在除南极洲以外的所有大陆都被发现,人类通常将其视为一种主要害虫。

“德国蟑螂很常见,但人们对它的了解却很少。”美国哈佛大学罗兰研究所的生物学家唐乾(音)说。因此,他和同事试图利用DNA来寻找答案。

10年前,唐乾试图通过分析被称为微卫星的DNA片段揭开蟑螂的历史。然而,这些微小的遗传物质并不足以解释不同种群的德国蟑螂之间的亲缘关系。而如今已经能够很容易地对整个基因组进行测序,于是唐乾决定重新审视他的原始标本。

通过比较线粒体基因,研究人员发现,德国蟑螂与亚洲蟑螂(亚洲蜚蠊)的亲缘关系最为密切。后者最初是在日本被描述的,后来又传播到美国。为了追踪德国蟑螂走出亚洲的路径,科学家绘制了来自人类居住大陆的17个国家的281个样本的基因组相似性图。这种关联模式表明,蟑螂在两次迁移浪潮中占据了世界主导地位,而这两次浪潮都可能是在人类的帮助下完成的。

唐乾说,大约2100年前,可能是在印度或缅甸,德国蟑螂通过适应人类食物而从亚洲蟑螂中分化出来,之后扩张就开始了。大约1200年前,它向西迁移到中东,这一时期与倭马亚王朝和阿拔斯王朝的贸易和战争相吻合。研究人员认为,这些昆虫是通过面包篮搭便车穿越沙漠的。

大约390年前,该物种继续向东扩张到东南亚,恰逢荷兰和英国东印度公司建立殖民贸易。在大约1个世纪里,商船将它们带到了欧洲。唐乾说,蒸汽船和改进的住房供暖及管道系统,创造了蟑螂喜欢的温暖和潮湿的环境,使这种流动的昆虫能够遍布全球。

瑞士洛桑大学的保护生物学家Cleo Bertelsmeier说:“研究人员发现,适应人类的生活方式是德国蟑螂传播的关键,我认为这是真正的原因。”

“这篇论文将模式与实际的历史事件匹配得很好。”Capinha补充说。但他想知道,基因组数据与记录蟑螂到达不同地方的历史记录是否吻合。

利用博物馆标本的DNA可以更好地了解蟑螂的进化,唐乾正在将调查进一步追溯到更久远的过去。“这个属本身已有2亿年的历史,但我们对它知之甚少。”他说。

“了解蟑螂的起源和基因多样性可以帮助我们找到应对杀虫剂耐药性的方法。当它们成为餐馆和酒店的害虫时,这很重要。”唐乾说,“德国蟑螂的数量增长得非常快,如果不控制它们,其数量几个月后就会是一个巨大的数字。”

(李木子)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2401185121

《中国科学报》 (2024-05-22 第2版 国际)
 
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