蟑螂药杀不死蟑螂，却改变了它们的性生活

2023-04-26 14:04

图片来源：Unsplash

来源 | 科研圈

撰文 | Katherine J. Wu

翻译 | 杨梦

编辑 | 魏潇

在人类与蟑螂长达数百年的斗争中，最惨痛的一击发生在大约 40 年前。在厌倦了用有毒的喷雾剂和“蟑螂炸弹”*追杀害虫后，研究人员开始在蟑螂药中加入可口的味道，迫使蟑螂主动接近，然后在享受中快乐地死去。这其中的秘诀就是糖：蟑螂和我们一样，根本无法抗拒对甜食的嗜好。

*蟑螂炸弹是一种在高处向房间内喷洒化学杀虫剂的雾化器。

美国北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）的昆虫学家 Coby Schal 说这些诱饵的出现“为害虫防治带来了革命性的变化”。制造商们确信，在经过了几个世纪的斗争后，他们已经取得决定性的优势。胜利是甜蜜的。

但不到十年，战场形势就再次发生了变化。20 世纪 80 年代末，美国一种流行的蟑螂诱饵 Combat 的制造商接到了佛罗里达州一位害虫防治人员打来的一通充满困惑的电话。多年来，他一直在家中各处放置 Combat，但它突然无法引诱德国小蠊（城市中最常见的蟑螂之一）主动走向死亡了。该公司的一名研究人员 Jules Silverman 从位于盖恩斯维尔（Gainesville，佛罗里达州中北部的城市）的公寓里抓了几只蟑螂，结果惊讶地发现这些虫子不再接受 Combat 玉米糖浆的诱惑，反而厌恶地跑开了。

Silverman 偶然发现了一场演化上的意外事件。多年来，公寓里的大多数蟑螂都因无法抗拒含糖蟑螂药的吸引而死去。但还有一些天生具备一系列不寻常基因突变的虫子，它们的味觉系统被重连，从而不再会被诱饵吸引——而且，与嗜糖如命的同类相比，它们可以活得足够长，并将携带的基因突变遗传给后代。Schal 告诉我，自那以后，在世界上的其他地区，甚至远至俄罗斯都发现了这种抗拒糖饵的蟑螂种群，每一种群显然都独立地演化出了对糖的厌恶。面对甜蜜的死亡陷阱，蟑螂们以惊人的速度适应，扭转了对自己不利的局面——这也是它们为何仍然是最顽固害虫的另一个原因。

蟑螂（演化出）对甜味的厌恶是有代价的。肉类、坚果和含有结构异常复杂的淀粉的食物（如豆类等）大多味道还不错。然而，对变异蟑螂而言，任何含有单糖葡萄糖或能够迅速分解成葡萄糖的物质，尝起来都是可怕的苦味，北卡罗来纳州立大学的昆虫学家 Ayako Wada-Katsumata 表示。

Schal 说，对于生活在嗜糖的西方世界的蟑螂来说，这可能是一个问题，因为它们“吃我们吃的任何东西”——数不胜数的糖果、糕点和包装零食。Schal 还让我“想象一下唐恩都乐甜甜圈（Dunkin’ Donuts）店里的虫害”。由于缺乏低碳水化合物类食品的选择，变异蟑螂们可能难以吃饱。虽说 Wada-Katsumata 和 Schal 并没有在甜甜圈店做过太多的工作，但他们在实验室里进行的实验确实表明，当诱饵稀缺且含糖食物随处可见时，变异蟑螂很快就会被它们嗜好葡萄糖的表亲打败。

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这种低碳水的阿特金斯式饮食也对德国小蠊的性生活造成了影响。在“厌糖门”事件出现之前，蟑螂们有个标准的求偶流程：雄性从它们背上的腺体中挤出一种富含脂肪、含糖的“结婚礼物”，以引诱未来的配偶前来幽会。Wada-Katsumata 介绍道，从化学角度来说，这种分泌物“类似于巧克力”，具有相当的吸引力。如果它尝起来足够美味，这份结婚礼物就可以诱使蟑螂夫人“坐下来”享用更长时间的零食——五秒、六秒、七秒，或许还会更长——足以让她的追求者开始长达一个多小时的交配，最后结束时，他会送来一包精子。

交配成功的蟑螂。来源：Ayako Wada-Katsumata/NPR

但雄性交配前的款待对于厌恶糖分的雌性蟑螂不再具有吸引力。它充满了麦芽糖——一种会被雌性蟑螂的唾液迅速分解为葡萄糖的糖。“所以一开始她很感兴趣，”Wada-Katsumata 告诉我，“然而，在几秒钟之内，味道就会变得难以下咽——这将使雌性蟑螂溜走，此时她的卵子还没有受精。雌性蟑螂如果有兴趣再尝试一次，可能也要过几周才能准备好再次交配。毕竟她知道雄性的求爱并不美好，因为味道很苦。”

拒绝交配的蟑螂。来源：Ayako Wada-Katsumata/NPR

美国明尼苏达大学（University of Minnesota）的进化生物学家 Justa HeinenKay 说，从理论上讲，这次演化听上去“对人类来说应该是件好事”。美国自然历史博物馆的昆虫学家 Jessica Ware 说，也许一开始确实如此，因为蟑螂被迫需要在“毒中求生”和繁殖行为之间进行一场“拉锯战”。喜欢吃糖的蟑螂注定会死在陷阱里，而它们讨厌糖的同类则留不下后代。

然而，理所当然的事情发生了：面对这个难题，蟑螂们已经靠演化进行了修补。通过对实验室中饲养的德国小蠊种群进行研究，Wada-Katsumata 和 Schal 发现，厌恶糖分的雌蟑螂产生的唾液将麦芽糖转化为葡萄糖的效率降低了，这会使求婚礼物不那么难吃——同时依旧能够帮助它们避开富含葡萄糖的诱饵。

雄蟑螂们也已经演化出了至少两种适应形式来与雌性匹配。他们正在调整礼物的成分：减少麦芽糖的含量，转而使用一种更复杂的糖类物质，这种糖更难被蟑螂的唾液分解。Heinen-Kay 说：“而且在雌性开始进食后，它们似乎会更快地与雌性接触——仿佛在努力应对‘她会感到恶心并离开’的可能性。”

所有这一切加在一起，再一次让人类处于失败的境地。我们的许多美味诱饵正在变得过时——而这些虫子的繁殖情况似乎依旧不错。“这提醒我们害虫的适应速度有多快，”Ware 告诉我，“尤其是在我们所施加的巨大选择压力下”。这当然不是第一次在我们的干预下导致其他动物在几个世纪甚至几十年内迅速演化的案例：在猖獗的森林砍伐中，树木覆盖率下降，新西兰的一些石蝇放弃了飞行能力；在象牙偷猎者施加的选择压力下，莫桑比克的大象开始生下没有象牙的小象。

但美国加利福尼亚大学河滨分校（UC Riverside）的城市昆虫学家 Chow-Yang Lee 说，德国小蠊的壮举来自它们扩散的速度和广度。尽管其他动物最终可能会在扩张的过程中达到自身适应能力的极限，但这对于蟑螂这种因无处不在和近乎坚不可摧而臭名昭著的昆虫而言，似乎才只是个开场热身。这可能正是这些蟑螂无处不在的一部分原因：在除了南极洲之外的每一块大陆上，它们无处不在地侵扰着我们的生活区域。

蟑螂药制造商们尚未放弃调制诱饵来适应这种害虫的新饮食习惯——脂肪含量更高、味道更咸或更美味的诱饵可能很快就会问世。但蟑螂同样也能发现这些新诱饵中的漏洞，这或许只是时间问题。几十年来一直在研究昆虫的 Lee 不敢低估它们的勇气。他告诉我，在它们的同类中，德国小蠊可能是蟑螂里适应力最强的，它们一次又一次地克服挑战。你不得不对它们充满敬意。