Использование генетики для определения происхождения и глобального пути распространения чрезвычайно распространенного вредителя – немецкого таракана, могло бы помочь нам разработать более эффективные пестициды для их контроля.
Происхождение немецкого таракана, Blattella germanica, всегда вызывало затруднения на протяжении сотен лет, поскольку он широко распространен в городских районах по всему миру, но отсутствует в естественных местах обитания где-либо на планете. Более того, ему было дано множество названий в зависимости от предвзятостей людей. Например, русские называли его “прусским тараканом”, а британские и прусские солдаты знали его как “русского таракана”.
“Несмотря на свое название, Blattella germanica не изначально происходит из Германии; знаменитый шведский биолог Карл Линней наименовал вид по месту, где были собраны образцы,” – сказал старший автор исследования, эволюционный энтомолог Тео Эванс, профессор ассоциированный в школе биологических наук Университета Западной Австралии, в своем заявлении. Профессор Эванс признан как мировой эксперт с обширным опытом в поведении, экологии и эволюции беспозвоночных видов, проживающих в основном в сухопутных средах обитания.
“И не существует известных диких популяций этого таракана, поэтому он полностью одомашненный.”
Но несмотря на сотни лет размышлений, никто не мог указать, откуда фактически произошел этот вид. Однако нахождение его первоначального места происхождения могло бы быть полезным при борьбе с этим насекомым-вредителем и возможно при разработке эффективных инсектицидов.
“Если мы узнаем происхождение вида, мы можем попытаться выяснить механизм этого быстрого развития устойчивости к инсектицидам,” – сказал главный автор исследования, энтомолог Цянь Танг, научный сотрудник Гарвардского университета.
Для ответа на этот вопрос профессор Эванз, доктор Танг и их коллеги собрали образцы от 281 немецкого таракана с 57 площадок в 17 странах. Эти доноры тараканов представляли собой тысячелетнюю историю тараканов на всех шести континентах, населенных людьми.
Профессор Эванз, доктор Танг и их коллеги затем секвенировали митохондриальный ген COI, чтобы создать сеть гаплотипов, исследовали более 150 000 однонуклеотидных полиморфизмов, которые были использованы для восстановления глобального распространения немецкого таракана.
Первое, что узнали профессор Эванз, доктор Танг и их коллеги из анализа и моделирования, было то, что так называемый немецкий таракан вовсе не из Германии. Они подтвердили долгосрочные подозрения, что этот таракан на самом деле происходит из юго-восточной Азии, вероятно, эволюционировав “из азиатского таракана, Blattella asahinai, примерно 2100 лет назад, вероятно, адаптируясь к человеческим поселениям в Индии или Мьянме.”
Интересно, что почти 200 лет назад Чарльз Дарвин намекнул на свои (правильные, как оказалось) подозрения о диком происхождении немецкого таракана, когда упомянул “маленького азиатского таракана” в своей классической работе 1859 года “Происхождение видов”.
Фактически, родственники немецкого таракана, которые очень похожи, как физически, так и генетически, до сих пор живут на воле в Азии.
“Мы выяснили, что последовательность для немецкого таракана практически идентична B. asahinai, виду, распространенному в Бенгальском заливе, от востока Индии до Бангладеша и Мьянмы”, – пояснил профессор Эванз.
Как немецкие тараканы стали самыми распространенными городскими вредителями? Генетические анализы показали, что они следовали двум маршрутам: первый вел на Западную Азию около 1200 лет назад, вероятно, переносясь в хлебных корзинах солдат.
“Мы выяснили раннюю сеть переноса примерно 1200 лет назад, которая шла из восточной Индии на запад, вероятно, из-за увеличения торговли и военной активности исламских Умайядских или Аббасидских Халифатов,” – пояснил профессор Эванз.
Путешествия по второму маршруту произошли около 390 лет назад.
“Следующий маршрут распространения был на восток около 390 лет назад в архипелаг Индонезии, скорее всего, содействовало различным Европейским Восточно-Индийским Компаниям,” – продолжил профессор Эванз. “Эти компании торговали специями, чаем, хлопком и другими продуктами в Южной и Юго-Восточной Азии, а затем возвратно в Европу.”
Европейское вторжение тараканов произошло позже, вероятно, они прятавшись на торговых маршрутах Голландской и Британской Восточно-Индийской Компаний, согласно генетической реконструкции и историческим записям.
“Мы оценили, что немецкие тараканы прибыли в Европу примерно 270 лет назад, что соответствует историческим архивам Семилетней войны. Из Европы немецкий таракан распространился по всему миру примерно 120 лет назад, вероятно, благодаря более быстрой транспортировке на пароходах.”
Пароходы были не только эффективным способом для тараканов путешествовать по всему миру, но и глобализация торговли и жилья, включая отопление и сантехнику, способствовала колонизации тараканами оставшейся части мира между концом 19 и началом 20 века.
В Соединенных Штатах первое упоминание о виде было в Нью-Йорке в 1842 году во время строительства акведука Кротона.
“Нью-йоркцы считали, что через акведук пестрели в город, называя немецких тараканов “багажными насекомыми Кротона,” – отметил доктор Танг в обзорной статье 2018 года.
Всего профессор Эванз, доктор Танг и их коллеги выявили шесть миграционных событий из своих анализов ДНК, большинство из которых происходили из мест, где коммерческая деятельность людей приводила к смешению тараканов различных предков. Например, население в Сингапуре было завезено через Западный маршрут, но получило значительную миграцию из соседних индонезийских населений.
По мнению профессора Эванза, доктора Танга и их коллег немецкий таракан “является самым распространенным тараканом-вредителем в мире, повсеместно присутствующим в человеческих постройках по всему миру, но не на открытом воздухе”, и “он наносит существенные социальные, медицинские и экономические убытки из-за обширной устойчивости к инсектицидам, позволяющей ему опережать ~40 известных видов тараканов-вредителей в зданиях.”
Более того, тараканы могут вызывать серьезные аллергические реакции у людей и могут обитать и распространять множество пищевых микробных патогенов, включая бактерии, вирусы и паразиты. Таким образом, тараканы могут играть широкий спектр ролей в распространении пищевых инфекций, в частности саповируса и E. coli., согласно недавнему исследованию из Китая. Саповирус является наиболее распространенной причиной острой гастроэнтерита как у людей, так и у животных.
К сожалению, для нас современные одомашненные тараканы являются продуктом долгого проживания исключительно рядом с людьми в наших постройках и питания нашей пищей в течение нескольких тысяч лет. И, как можно было ожидать, тараканы быстро развивают устойчивость к пестицидам – часто уже через несколько лет, по словам доктора Танга.
“Немецкий таракан будет продолжать эволюционировать и адаптироваться для выживания, так что гонка вооружений между нами и тараканом продолжится на годы вперед.”
