蟑螂 蟑螂
蟑螂是蜚蠊目(Blattodea)昆蟲的通俗叫法, 俗稱“小強”, 古時謂蜚、負盤、蜚盤蟲、香娘子等。 蟑螂是世界上最為古老,并且至今仍成功繁衍的昆蟲類群。蟑螂起源于石炭紀前期,距今已有3.5億年的歷史。 蟑螂在全球范圍中遍布。 多數蟑螂種類分布在熱帶和亞熱帶地區(qū),野生種類喜潮濕,見于土中、石頭縫隙等地。少數蟑螂在室內活動。 蟑螂在全世界共有23科,836屬,7848個種及180個亞種(2023年2月數據)。 中國已記錄種類約300種(2012年數據)。
蟑螂體型差異較大, 小的體長僅有2毫米,大型體長可達100毫米, 體呈長卵圓形,平扁, 體色淡黃色至黑色,多黃褐色。 頭小,常被寬大的盾狀前胸背板蓋住。 絲狀觸角,咀嚼式口器。 通常具翅,前、后翅通常發(fā)達。前翅革質,后翅膜質, 臀區(qū)發(fā)達,停息時兩對翅平放于體背。 3對足相似, 足長,周圍分布刺。 腹部10節(jié), 尾須多節(jié)。
絕大多數的蟑螂是野外棲息種類,有極少部分為室內危害人類生活和健康的衛(wèi)生害蟲。 但同時,蟑螂也具有一定的藥用價值,以及觀賞、研究、仿生、經濟等價值。
分類地位
分類爭議 蟑螂分類研究雖然歷史悠久,但其分類地位一直存在爭議。最初有學者把蟑螂列入直翅目(Othoptera)步行亞目(Cursoria)蜚蠊科(Blattidae)。后來又有學者主張將蟑螂列入網翅目(Dictyoptera)蜚蠊亞目(Blattaria)。1960年有人主張把蟑螂作為一個獨立的目Blattariae( 蜚蠊目 )。蜚蠊目隸屬于網翅總目的分類地位目前在國際上已經被大多數學者所接受,但是其與該總目其他兩個類群—— 螳螂目 和等翅目的系統發(fā)育關系仍存在爭議。
物種統計 蟑螂在全世界共有23科,836屬,7848個種及180個亞種(2023年2月數據)。 中國已記錄種類約300種(2012年數據)。
起源 蟑螂是世界上最為古老,并且至今仍成功繁衍的昆蟲類群。據考證,蟑螂起源于石炭紀前期、賓蘇法尼亞時期。距今已有3.5億年的歷史。化石最早見于石炭紀,在地質時期中存在時間較長,在近3億多年的時間里外部形態(tài)變化不大,在白堊紀出現了蟑螂的現代種類。
形態(tài)特征 蟑螂體型差異較大, 個體大小因種類不同而差異顯著,小的體長僅有2毫米,某些大型蟑螂體長可達100毫米, 體長卵圓形,平扁, 體壁光滑、堅韌。 體色淡黃色至黑色,多黃褐色, 有些種類體表密覆短毛。
頭部 頭小,三角形,常被寬大的盾狀前胸背板蓋住,部分種類休息時僅露出頭前緣。 絲狀觸角,咀嚼式口器, 復眼發(fā)達,但極少數種類復眼相對退化,復眼占頭部面積的比例較小, 單眼兩個 或退化。
胸部 前胸背板橫寬,常橢圓形, 有些種類前胸背板特化,長有瘤突或角,后者可用于個體間角斗,爭奪領地或配偶。 中胸和后胸近方形、近相等。前、后翅通常發(fā)達。前翅革質,后翅膜質,翅脈多分枝, 臀區(qū)發(fā)達,停息時兩對翅平放于體背。 極少數種類前翅角質化,似甲蟲;個別種類前翅退化,后翅發(fā)達;或短翅型,雌雄蟲前后翅均不達腹部末端;或雌雄完全無翅;或雌雄異型,雄蟲具翅,雌蟲無翅。 3對足相似, 足長,周圍分布刺,跗節(jié)五節(jié)。
腹部 腹部10節(jié),第6-7節(jié)背面有臭腺開口。 尾須多節(jié)。雄性第9腹板有1對尾刺,具有尾刺的蟑螂種類,若齡雌性(1~2齡)也具有尾刺,但是3齡后尾刺消失;少數類群雄蟲無尾刺。雌蟲產卵器小,不外露;少數種類腹部末端隱于特化的第7腹板之內。
分布棲息
分布范圍 蟑螂大多數種類生活在熱帶、亞熱帶地區(qū);少數分布在溫帶地區(qū)。蟑螂發(fā)源地在非洲地區(qū),通過海運貨物、商船等被帶至南亞、東歐、南美等港口城市,并逐步擴散到各個地區(qū),因蟑螂存在較強的適應 性,在溫帶地區(qū)生存,甚至可在北方寒冷區(qū)域生存下來,目前,蟑螂已在全球范圍中遍布。
棲息環(huán)境 多數蟑螂種類分布在熱帶和亞熱帶地區(qū),野生種類喜潮濕,見于土中、石頭縫隙、垃圾堆、枯枝落葉、樹皮下或蛀入木材內、各種洞穴、社會性昆蟲和鳥的巢穴都可見蹤跡。少數蟑螂在室內活動。蟑螂的活動與溫度有密切關系,在24℃~33℃為活躍,溫度低于0℃或者高于45℃時,不適宜蟑螂的生存。蟑螂的生存需要一定的濕度條件,濕度低于15%或者高于90%,基本不適合蟑螂的成蟲和若蟲的生存,濕度在60%至80%之間,最適合蟑螂的繁殖。
生活習性
食性 蟑螂屬 雜食性昆蟲 ,主要以含氮量低的腐朽植物為食,鮮以含氮量高的腐朽動物為食。如生活在室內的蟑螂通常取食腐敗的有機質、人類的餐廚及生活垃圾、甚至工業(yè)垃圾,但它最喜含糖食品,甚至還取食蛻皮、卵莢等。
節(jié)律行為 多數蟑螂種類白天隱匿,夜晚活動,也有少數種類白天也出來活動,這些種類多數身體彩色 斑紋艷麗。在室內棲息的蟑螂白天一般躲藏在陰暗、潮濕、有食物和水之處,如縫隙和空洞、管道和陰溝等周圍以及能爬行的空間。夜間出來尋找食物、水和進行交配,也偶見白天出來活動。
其他習性 在自然死亡的枯木中常發(fā)現有取食木纖維為生的蟑螂,俗稱食木蟑螂,如彎翅螊亞科Panesthiinae 和隱尾蠊科 Cryptocercidae。棲息于朽木內的食材類蟑螂約100余種,成蟲和若蟲群居在一起,一些蟑螂表現出亞社會性習性,如隱尾蠊昆蟲為一夫一妻制,在不同朽木隧洞中的隱尾蠊昆蟲屬于不同的家庭或群體,后代由雌雄共同哺育。這類蟑螂多數后腸中存在原生動物或 共生細菌 ,這些內共生微生物的作用是幫助 寄主消化食物,若蟲則通過取食成蟲的糞便等方式,將共生微生物帶入體內。
生長繁殖 蟑螂屬于漸變態(tài)昆蟲,其生活史為卵、若蟲、成蟲等三個階段。生活史一般為1年完成1個世代,有的也需要5年完成1個世代。在環(huán)境適宜條件下,1年也可發(fā)生2-3代。
求偶交配 雌雄成蟲在羽化后一周左右,性即成熟,能交配產卵。雌性蟑螂能夠釋放出性外激素吸引雄蟲交配,雄性蟑螂則以觸角感應追求雌蟲。雄性一生可以交配多次,而雌性一生只交配一次,就可以終身產卵。
產卵 絕大多數蟑螂,所產的卵由卵莢包被,卵莢在雌性腹部末端形成。卵從卵巢排出后,進入輸卵管,然后由產卵瓣將卵排列成兩行,放置在由粘液腺分泌的未閉合的卵莢中。雌性生產卵莢數,因氣溫、濕度以及營養(yǎng)狀況不同而不同,少則幾個,多則可達90個,卵莢內含有的卵粒因種而異,少則十幾粒,多則可達84粒。卵鞘形狀因種類而異,呼吸孔位于其背側接縫線。
在長期進化過程中,蜚蠊形成了多種生殖方式,如卵生、卵胎生、胎生。卵生是指受精卵在堅硬的卵鞘中,由下生殖板夾持,較長時間附著于母體腹端,而后選擇 較隱蔽的場所將卵鞘產下,用唾液將其粘附粘牢,卵在離體的卵鞘中發(fā)育。卵胎生是指卵鞘膜質,薄而柔軟,在母體 生殖腔 內滯留,胚胎從卵黃中吸取營養(yǎng),從母體獲得水分,當胚胎成熟后便從生殖腔內擠出,若蟲脫離卵鞘從母體腹端爬出。胎生類似卵胎生,不同的是胚胎的營養(yǎng)和水分均從母體獲得。 孤雌生殖
相當數量的蟑螂種類在其種群中無雄蟲時,雌蟲可進行無性生殖。其產生的后代也通常為雌蟲,即這些蟑螂表現的是產雌性 孤雌生殖 。但這種無性生殖所產生的卵莢、卵和孵化的若蟲都通常都明顯發(fā)育畸形。專性孤雌生殖的蟑螂如:蘇里南蔗蠊( Pycnoscelus surinamensis )、如翅葉蠊( Phyllodromica subaptera )。
卵的孵化 卵期長短因氣溫和種類不同而不同,約30~96天。卵在孵化過程中,要經過一個預若蟲期,當孵化成若蟲時,觸角、口器及足均聚集在腹面,呈不動狀態(tài),數分鐘之后經過一次蛻皮才成為活動狀態(tài)的若蟲,隨即便吃掉蛻皮。
若蟲 從卵囊中孵化出的若蟲,在形態(tài)和習性上都相似于成蟲,只是個體小,無翅或無翅墊,顏色稍有不同。剛孵化出的若蟲為白色,但是僅在幾個小時內就會變暗。要經過6~12個齡期,有時候雄蟲較雌蟲多 1 個齡期,漸變?yōu)槌上x。在發(fā)育過程中,除了體型逐漸變大之外,觸角和尾須節(jié)數也有所增加,翅芽和生殖器也會發(fā)生一系列變化,雌性下生殖板的腹突在發(fā)育過程中逐漸縮小,而到成蟲時則完全消失。最后蛻皮時,翅會完全形成。
成蟲 成蟲的平均壽命長短因種而異,少則87天 ,多則可達2年。
生物特性
免疫能力 蟑螂能與其生活環(huán)境中大量病原體接觸而不感染,這與蟑螂超強高效的天然免疫系統密切相關。天然免疫主要發(fā)生在體壁、中腸和血腔,由細胞免疫和體液免疫協同吞噬和清除外源入侵物。蟑螂不但存在保守的免疫基因、微生物的模式識別、免疫信號傳導和 抗菌肽 基因表達調控機制,還存在大量因環(huán)境惡劣導致的免疫基因的擴增和進化。
生長繁殖能力 發(fā)育可塑性是蟑螂得以在復雜環(huán)境下生存的重要原因。蟑螂在只有水的情況下可存活2個多月。食物匱乏時,末齡饑餓會延長發(fā)育時間。蟑螂具有極強的繁殖能力:產卵量多且卵歷期短。
再生能力 蟑螂具有組織再生能力。蟑螂的再生部位包括足和觸角等,肢體缺失后經歷一次蛻皮可再生出與原肢體形態(tài)和功能相近的再生組織或器官。蟑螂的 足部 再生能力較強,將足的不同組織部位做截肢處理,蛻皮后都可實現高效再生。
代表類群 蟑螂(蜚蠊目)代表類群比較
地鱉蠊科
體密被微毛。前、后翅一般均較發(fā)達,但有時雌性完全無翅;前翅脈具分枝;后翅臀域非扇形折疊。中和后足股節(jié)腹面無刺,前足胚節(jié)較粗短和棒狀,爪間中墊存在或缺如。
碩蠊科
體一般中至大型,體表較光滑。前、后翅均較發(fā)達,較少完全無翅;前翅脈常退化;后翅臀域發(fā)達,呈扇形折疊。中、后足股節(jié)腹緣通常無刺,但端刺存在;爪間中墊存在或缺如。
蜚蠊科
體中等至大型,通常具光澤和濃重的色彩。雌雄基本同型。頭頂常露出前胸背板,單眼明顯。前、后翅均發(fā)達,較少退化,翅脈顯著,多分枝。足較細長,多刺;中、后足股節(jié)腹面具刺,爪間具中墊。
姬蠊科
體小至大,雌雄同型。前、后翅發(fā)達或縮短,極少完全無翅;前翅革質,翅脈發(fā)達,脈具或無分枝;后翅膜質,有時具發(fā)達的端域,臀脈域呈扇形折疊。中、后足股節(jié)腹面具或缺刺,爪間具中墊。
物種防治
室內危害類群 絕大多數的蟑螂是野外棲息種類,只有極少部分為室內危害人類生活和健康的衛(wèi)生害蟲。據 世界衛(wèi)生組織 (WHO)1982年不完全統計,全世界被列為室內危害的蟑螂共有38種。中國室內蟑螂的種類較多,但危害人類生活和健康的蟑螂主要有6種: 德國小蠊 、 美洲大蠊 、 黑胸大蠊 、 褐斑大蠊 、 澳洲大蠊 、 日本大蠊 。
物種危害 生活于居室內的蟑螂與人類生活緊密相聯,經常出現在建筑物內和周圍。能不斷地從體內排出令人討厭怪味分泌物,污染食物和侵擾人類正常的生活環(huán)境。生活在室內的蜚蠊,不僅可咬食和破壞食品、藥材、纖維織品、紙張和文物藏品。同時,蟑螂攜帶多種致病菌可對脊椎動物造成危害,如痢疾桿菌、綠膿桿菌、變形桿菌、沙門桿菌、傷寒桿菌和寄生蟲卵等病原體,是人類多種疾病的傳播媒介。蟑螂排泄物和蛻落的表皮也會帶有過敏原,使有過敏體質人出現皮疹、哮喘和打噴嚏等癥狀。食物、商品、產品等均可因蟑螂污染和咬食導致經濟損失,也因蟑螂而造成電腦、通訊設備等故障,造成經濟損失。
防治方法 物理防治
尋找卵鞘和死蟑螂,并將其燒毀。用蟑螂紙粘捕蟑螂。多蟑螂的區(qū)域,可用蒸汽或開水直接性進行澆灌各處角落和縫洞,把隱藏在其中的卵鞘和蟑螂燙殺。
持久保持清潔衛(wèi)生環(huán)境,不保留食物和水源,使潮濕地方保持干燥,堵住和修補上室內外它們易躲藏的裂縫和缺口。
化學防治
一般用于蟑螂防治的殘留殺蟲劑為擬除蟲菊脂性藥物,如 氯氰菊酯 、 氰戊菊酯 、 氟氯氰菊酯 、 溴氰菊酯 等,按照蟑螂生活習慣,給予滯留煙霧劑、觸殺劑、 胃毒劑 、噴灑劑、膠餌、膏劑,等劑型滅殺蟑螂。也可使用非殘留殺蟲劑,如除蟲菊素、氯菊酯, 胺菊酯 、 丙烯菊酯 等進行防治。
生物防治
生物防治可使用病原微生物進行防治,如利用蘇云金桿菌( Bacillus thuringiensis )等,或利用蟑螂卵寄生蜂,如有啊氏嚙小蜂、擬嚙小蜂、蜚蠊旗腹蜂等進行防治。也有利于聚集信息素進行防治。
功用價值
藥用價值 蟑螂作為藥用最早記載于《 神農本草經 》,歷代重要本草典籍《新修本草》《本草綱目》也均有收集,近代許多藥用學專著中也有記述。中國藥用蟑螂多以蜚蠊科的美洲大蠊、澳洲大蠊、褐色大蠊為主,并含有少量 蔗蠊 、斑蠊、藥用光蠊、云南真地鱉、西藏真地鱉、珠穆郎瑪真地鱉、 冀地鱉 、 金邊地鱉 等。 化學成分
蟑螂含有碳酸鈣、蛋白質、氨基酸、糖類、脂肪、消化酶、維生素、鞏膜質、蛋白酶、淀粉酶、酯酶等,還含有細胞色素a、細胞色素b、細胞色素c、 甲殼素 、輔酶A、煙酸、鈣、鎂、鐵、鋅等人體所必需的18種的物質,還含有蛋白質、糖類等多種營養(yǎng)成分。
觀賞價值 一些蟑螂具有觀賞價值,如馬達加斯加蟑螂、 秘魯巨人蟑螂 等,被當作寵物。
研究價值 日本、新加坡研究人員有望通過蟑螂搜尋地震幸存者 。研究人員以 馬達加斯加發(fā)聲蟑螂 為實驗對象,通過給蟑螂貼上太陽能電池膜并背上電子器件,遠程控制蟑螂移動。目前(2022年數據),研究處于開發(fā)階段。
仿生價值 由于蟑螂奔跑速度較快,對不同的環(huán)境具有很強的適應性,可以對環(huán)境的改變和各種刺激做出快速準確的反應。因此仿蟑螂機器人 在機器人學界得到高度重視和發(fā)展。 此外,也有通過模擬蟑螂的覓食行為等,提出蟑螂算法。
經濟價值 一些蟑螂可作為新型活體飼料,如 杜比亞蟑螂 、 櫻桃紅蟑螂 等。 蟑螂干殼中的甲殼素含量達到12~15%,可以用來提取的甲殼素和 殼聚糖 及其衍生物。蟑螂含抗菌肽、免疫活性蛋白以及其他活性物質,具有開發(fā)前景。