新加坡国立大学的生物学家们通过绘制德国小蠊的全球传播路线，解开了一个长达250年的谜团，为未来的害虫防治策略提供宝贵指导。

▲研究发现，图中所示的德国小蠊是约2100年前生活在南亚人类居住地的亚洲姬蠊的后代。

蟑螂是全世界房主的噩梦。纵观历史，这些顽固的小昆虫以惊人的速度进化和传播，对人类的福祉和经济繁荣造成了深远的影响。德国小蠊 Blattella germanica 是侵扰全球人类居住区的最常见、最顽强的家庭害虫之一。由于德国小蠊快速进化出对杀虫剂的抗药性，其侵扰问题愈发严重。

尽管德国小蠊的命名似乎暗示了其起源，但最近针对德国小蠊的研究揭示了其谱系可能源自亚洲，那里栖息着它的近亲。为了解开这个谜团，由新加坡国立大学理学院 (NUS Faculty of Science) 生物学系的 Frank Rheindt 副教授领导的研究小组深入研究了该种蟑螂的种群基因组学，以揭示其祖先的根源，这是了解其快速传播和适应能力的关键，为害虫综合治理的新方法铺平了道路。

该项研究成果于2024年5月20日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS) 上。

▲图中展示了大约一个世纪前采集的两只德国小蠊标本。研究小组分析了来自六大洲17个国家的德国小蠊标本，以追溯其祖先的全球迁徙轨迹。（照片由唐谦博士提供。标本由哈佛大学比较动物学博物馆提供。）

绘制德国小蠊的旅行地图

历史记录显示，德国小蠊的全球传播始于250年前的欧洲。然而，由于缺乏20世纪以前非欧洲地区的昆虫学知识，这些记录在地理位置上存在偏差且模糊不清。

为了填补这一知识空白，研究小组从六大洲的17个国家收集了281份蟑螂样本，绘制了世界上第一张全面的德国小蠊种群遗传结构图。研究人员采用基因组学技术构建了一个包含蟑螂样本遗传信息的数据集，使他们能够追踪蟑螂在世界各地的迁徙路线和遗传祖源。

Rheindt 副教授表示：“借助基因组工具，我们得以以前所未有的方式揭示物种的起源和传播路径，这给我们带来了意想不到的机遇。”

通过分析，研究小组证实德国小蠊是亚洲姬蠊 Blattella asahinai 的后代，它们可能生活在大约2100年前的南亚人类居住区。研究人员还展示了德国小蠊环游世界的两条路线——从原产地印度或缅甸向西和向东延伸。

它们西行的旅程可追溯至大约1200年前，当时德国小蠊搭乘士兵的面包篮，一路“搭便车”抵达中东地区。而更近的历程则发生在大约390年前，随着欧洲殖民活动在东南亚和南亚的兴起，德国小蠊又向东传播。研究人员估计，德国小蠊进入欧洲的时间可能晚至18世纪，这与18世纪60年代的历史记录相吻合。

研究小组还概述了德国小蠊在19世纪末至20世纪初向世界其他地区传播的路线，这与蒸汽机和室内管道等创新技术的出现相契合，从而使蟑螂能够在世界范围内走得更远，并在以前无法到达的地区成功“殖民”。

该研究的第一作者唐谦 (Tang Qian) 博士惊叹：“德国小蠊从一个拥有2亿年历史的属进化而来，能在如此短暂的时间内进化出新的性状以适应人类活动环境，这实在令人惊叹。”

基于他们的研究结果，研究人员建议，今后对德国小蠊的研究应调整方向，将焦点转向亚洲，因为他们在那里发现了德国小蠊遗传多样性的最高水平。

Rheindt 副教授指出：“除了证实德国小蠊的亚洲起源外，这项研究还提供了一个分析框架，利用最前沿的种群基因组学方法，在记录稀少和存在区域偏差的情况下，为未来研究探索历史性生物入侵的机制提供了参考。”

下一步工作

在下一阶段的工作中，研究人员计划对德国小蠊进行进一步研究，探索其功能性和适应性特征的进化，如抗药性、合作觅食和复杂的社会互动。研究小组希望通过这些研究加深对这些性状进化的理解，从而帮助开发出有效防治害虫的新策略。


（来源：NUS新加坡国立大学微信公众号）