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(shù)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(shù)蟑螂在室內(nèi)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(shù)據(jù))。 中國已記錄種類約300種(2012年數(shù)據(jù))。
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(zhì),后翅膜質(zhì), 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(shù)的蟑螂是野外棲息種類,有極少部分為室內(nèi)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(jīng)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(wǎng)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(wǎng)翅總目的分類地位目前在國際上已經(jīng)被大多數(shù)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(tǒng)發(fā)育關(guān)系仍存在爭議。
物種統(tǒng)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(shù)據(jù))。 中國已記錄種類約300種(2012年數(shù)據(jù))。
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(jù)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(zhì)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(xiàn)了蟑螂的現(xiàn)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(fù)眼發(fā)達,但極少數(shù)種類復(fù)眼相對退化,復(fù)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(lǐng)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(zhì),后翅膜質(zhì),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(shù)種類前翅角質(zhì)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(shù)類群雄蟲無尾刺。雌蟲產(chǎn)卵器小,不外露;少數(shù)種類腹部末端隱于特化的第7腹板之內(nèi)。
分布棲息
分布范圍 蟑螂大多數(shù)種類生活在熱帶、亞熱帶地區(qū);少數(shù)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(yīng) 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(shù)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(nèi)、各種洞穴、社會性昆蟲和鳥的巢穴都可見蹤跡。少數(shù)蟑螂在室內(nèi)活動。蟑螂的活動與溫度有密切關(guān)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(nèi)的蟑螂通常取食腐敗的有機質(zhì)、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(shù)蟑螂種類白天隱匿,夜晚活動,也有少數(shù)種類白天也出來活動,這些種類多數(shù)身體彩色 斑紋艷麗。在室內(nèi)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(xiàn)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(nèi)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(xiàn)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(shù)后腸中存在原生動物或 共生細菌 ,這些內(nèi)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(nèi)。
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(chǎn)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(yīng)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(chǎn)卵。
產(chǎn)卵 絕大多數(shù)蟑螂,所產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)卵莢數(shù),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(nèi)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(cè)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(chǎn)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(zhì),薄而柔軟,在母體 生殖腔 內(nèi)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(nèi)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(shù)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(chǎn)生的后代也通常為雌蟲,即這些蟑螂表現(xiàn)的是產(chǎn)雌性 孤雌生殖 。但這種無性生殖所產(chǎn)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(jīng)過一個預(yù)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(shù)分鐘之后經(jīng)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(nèi)就會變暗。要經(jīng)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(shù)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(tǒng)密切相關(guān)。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(xié)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(dǎo)和 抗菌肽 基因表達調(diào)控機制,還存在大量因環(huán)境惡劣導(dǎo)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(fù)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(chǎn)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(jīng)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(xiàn)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(zhì),翅脈發(fā)達,脈具或無分枝;后翅膜質(zhì),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(nèi)危害類群 絕大多數(shù)的蟑螂是野外棲息種類,只有極少部分為室內(nèi)危害人類生活和健康的衛(wèi)生害蟲。據(jù) 世界衛(wèi)生組織 (WHO)1982年不完全統(tǒng)計,全世界被列為室內(nèi)危害的蟑螂共有38種。中國室內(nèi)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(nèi)的蟑螂與人類生活緊密相聯(lián),經(jīng)常出現(xiàn)在建筑物內(nèi)和周圍。能不斷地從體內(nèi)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(nèi)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(zhì)人出現(xiàn)皮疹、哮喘和打噴嚏等癥狀。食物、商品、產(chǎn)品等均可因蟑螂污染和咬食導(dǎo)致經(jīng)濟損失,也因蟑螂而造成電腦、通訊設(shè)備等故障,造成經(jīng)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(nèi)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(nóng)本草經(jīng) 》,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(zhì)、氨基酸、糖類、脂肪、消化酶、維生素、鞏膜質(zhì)、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(zhì),還含有蛋白質(zhì)、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(shù)據(jù)),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(yīng)性,可以對環(huán)境的改變和各種刺激做出快速準確的反應(yīng)。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(jīng)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(zhì),具有開發(fā)前景。