蟑螂進(jìn)化,厭糖避毒餌劑
自然界中存在著這樣一群“小強”,它們能“抵制”糖分誘惑,從而繞過滅蟑螂藥的陷阱?,F(xiàn)在,科學(xué)家終于弄清了這其中的神經(jīng)科學(xué)原理。美國北卡羅來納州立大學(xué)的勝又凌子(AyakoWade-Katesumata)等3位研究者,在《科學(xué)》雜志上論述了他們的研究,對于這群厭葡萄糖小蠊而言,葡萄糖會觸發(fā)苦味感受器,且作用強烈。
過去的20年中,研究者發(fā)現(xiàn)這些厭葡萄糖小蠊在不同地區(qū)都有分布,并且這些不同地區(qū)的厭葡萄糖小蠊似乎是各自獨立地演化出了對葡萄糖的神經(jīng)層面的一致反應(yīng)。研究者的猜測之一是,幾千年前,當(dāng)蟑螂與人類在洞穴中共同居住的時候,為了與避免黑胡椒、芥末這些含有葡糖苷的植物接觸,就已經(jīng)發(fā)展了和現(xiàn)在的厭葡萄糖基因非常相似的基因。雖然這種基因已經(jīng)沉睡了上千年,在蟑螂的種群中非常稀少,但滅蟑藥這樣大的選擇壓力的出現(xiàn)讓這一基因再次浮現(xiàn)。
厭糖蟑螂嘗到糖類,味道不是甜的,而是酸、苦的,因此碰到糖餌,幾乎像觸電般跳開。在實驗室錄影里,蟑螂繞過一堆含葡萄糖的果醬,寧吃旁邊一滴花生醬,因為它們已經(jīng)學(xué)乖:吃葡萄糖味的東西會受到懲罰,嘴里苦死了。
“這讓厭葡萄糖小蠊在測試中‘閉著嘴’從葡萄糖所在的位置跑走。”研究者科比·舍爾(CobySchal)評論說。不僅如此,如果硬塞葡萄糖給厭葡萄糖小蠊吃,它們就會把葡萄糖吐出來,跟小孩子吐難吃的藥一樣。
而對于正常的蟑螂而言,它們不僅樂意吃果糖,也愿意吃葡萄糖。
研究者觀察了蟑螂的舌頭和兩個唇鬚在不同食物刺激下的變化。當(dāng)給這群厭葡萄糖小蠊吃葡萄糖時,它們舌頭上的甜味和苦味感受器都產(chǎn)生了相應(yīng)的電生理反應(yīng)。但是,同樣存在于滅蟑藥中的果糖,就只會刺激厭葡萄糖小蠊的甜味感受器。
厭葡萄糖小蠊雖然少了吃到蟑螂藥的困擾,但多了找食物的麻煩——畢竟,蟑螂的生活環(huán)境大部分情況下是缺少食物的,而不吃含有葡萄糖的食物更是讓覓食又多了一重困難。在食物充足的實驗室環(huán)境下,厭葡萄糖小蠊都相較正常的蟑螂生長的更慢一些。
“大部分情況下,基因突變會讓物種喪失一部分功能,”舍爾說:“但這次的基因突變卻創(chuàng)造了新的功能:讓葡萄糖觸發(fā)苦味感受器。這也讓蟑螂有了這個獨特的適應(yīng)性行為。”在人類和蟑螂的斗爭中,“這些蟑螂先我們一步”。
研究人員實驗的德國蟑螂有19批,取自美國、俄國、波多黎各、南韓,其中七批避糖,接下來,研究者也將開始調(diào)查這種厭葡萄糖小蠊在世界范圍內(nèi)的出現(xiàn)比例。