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打不死的「小強」,生命力為什麼這麼頑強

上面看到的美國蟑螂的基因使它幾乎可以在世界任何地方生存。照片:USGS蜜蜂庫存和監測實驗室

蟑螂一直是人類最不想要的,但卻令人敬佩的堅持與人類共存了幾千年。儘管我們不願親密接觸,但關於這些昆蟲還有很多我們不了解的地方。今天發表在自然通訊上的一項新研究揭示了導致蟑螂蜱蟲的基因 - 並幫助解釋了為什麼它們很難擺脫。

中國研究人員對美洲大蠊(Periplanetaamericana)的基因組進行了測序,並將其與從澳大利亞蟑螂(P. australasiae)和煙熏棕色蟑螂(P. fuliginosa)這兩個相關物種中獲得的基因組進行了直接對比。他們還將其與其他昆蟲的基因數據進行了對比,這些昆蟲的基因序列與其他昆蟲一樣,都被稱為蜚蠊目,例如白蟻(在昆蟲學家多年爭議後最近被引入蜚蠊目)和德國小蠊(Blattellagermanica)。

他們發現,美國蟑螂擁有昆蟲中已知存在的最大基因組之一,僅次於普通蝗蟲。正如預期的那樣,美國蟑螂在遺傳上非常接近其他兩種大蠊蟑螂。但實際上它們與這兩種白蟻的親緣關係比德國的蟑螂更大。

研究人員表示,這一發現意味著美國的蟑螂(一種誤稱,因為它們可能在16世紀左右從非洲傳入了新大陸)可以作為「研究蟑螂和白蟻之間進化關係的有價值的模型」。

在研究蟑螂的進化歷史時,他們還發現了一些證據,表明某些基因家族隨著時間的推移變得越來越廣泛,尤其是那些與化學感受和解毒有關的基因。

化學感受本質上是一種動物的嗅覺和品味周圍世界的能力。美國蟑螂已經積累了大量的基因,這些基因已經給它們帶來了更多苦味受體。這些基因有可能幫助雜食性昆蟲擴大其在世界各地的立足點,讓它們無論最終在哪裡,都可以吃到符合胃口的大量食物。

與此同時,更多的解毒基因幫助蟑螂生存,並進化出對我們針對它們開發的化學武器的抵抗力(儘管蟑螂遠遠不是唯一一種能學會這種特殊技巧的昆蟲)。

研究人員還發現了一些基因,這些基因可以解釋蟑螂在其生命的某些階段快速重新生長四肢的不可思議能力,以及幫助昆蟲改變其生長速度的基因,這取決於有多少食物可用(美國蟑螂是通常是最大的常見害蟲蟑螂種類)。

研究人員說,這種「發育可塑性」,就像眾所周知的那樣,是蟑螂能夠在任何地方生存和成功的另一個關鍵方面。

他們希望他們的發現不僅僅是出於好奇心的考察,而是希望他們的發現能夠幫助我們更好地對付一種不斷發展的害蟲,這種害蟲不僅會使我們感染,還會傳播疾病,導致過敏,並使我們的家變成一團糟(在蟑螂的防禦系統中,在已知的4,500種中大約只有30種生活在人類附近,並且更少的一些仍是嚴重的滋擾)。

研究人員寫道:「隨著全球變暖的威脅,美國蟑螂的危害日益嚴重。我們的研究可能會揭示控制和利用這種昆蟲的方法。」

由於美國蟑螂已經被開發出來並用於中藥治療傷口修復,研究人員計劃繼續研究這種昆蟲,以確定他們是否可以識別出負責肢體再生能力的「生長因子」。他們已經在對木蟑螂的基因組進行測序,這是一種被認為與白蟻關係更密切的昆蟲,為了更好地了解白蟻是如何從蟑螂的同類中分化出來的。

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