臭虫可能正在分裂成新物种

臭虫(学名:Cimex lectularius)的幼虫,寄生在宿主之一——蝙蝠的毛皮上。比例尺:虫体长度约 3 毫米。技术设置:- 22 张照片的焦点堆叠 - 28 毫米 f/4 的 Componon 镜头,f/4 光圈,反装在延长筒上。

臭虫似乎是一个近期的现象。即使您没有亲身遭受过虫害,您也可能很难错过关于这种昆虫“卷土重来”的媒体报道,以及关于“纽约地铁的臭虫问题正在蔓延”的相关新闻

然而,臭虫是一种古老的害虫,我们与它们的生活已经交织了数千年。例如,在 20 世纪 90 年代末,考古学家在埃及一处可追溯到 3300 多年前的遗址发现了保存完好的臭虫遗骸,而臭虫专家一直认为我们与这种害虫的关系可以追溯到数万年前。

现在,一个国际科学家团队汇集了遗传学证据,支持了臭虫起源的长期推测。不仅如此,他们的研究表明,常见的臭虫(学名:Cimex lectularius)可能正处于分化成一个全新物种的早期阶段。该研究已于 1 月份在线发表在《分子生态学》期刊上。

自 20 世纪 60 年代以来,研究臭虫的昆虫学家一直推测,这种昆虫起源于洞穴,并在那里以蝙蝠为食。人们认为,当我们的祖先开始在这些洞穴中寻求庇护时,一些臭虫便将注意力转向了这种新的食物来源。最终,臭虫随着我们搬入越来越复杂的住所而悄悄传播,并像今天一样,最终遍布世界各地。

2012 年,来自捷克共和国查尔斯大学的科学家提出,常见的臭虫大约在 24.5 万年前就与其以蝙蝠为食的近亲分化。如果这一说法得到证实——并且我们对现代人类起源的理解是准确的——这意味着臭虫比人类早出现约 4.5 万年。

这些捷克科学家以及来自塔尔萨大学和北卡罗来纳州立大学的研究人员,收集了来自欧洲各地家庭和阁楼蝙蝠栖息地中 756 只臭虫的 DNA。与蝙蝠(Myotis myotis,即大耳蝠)生活在一起的臭虫被确认为Cimex lectularius,而非蝙蝠虫(一种独立的物种)。尽管以蝙蝠为食的臭虫与人类生活在同一建筑物中,但它们仍然待在蝙蝠所在的阁楼里。换句话说,这些臭虫都是同一个物种,但它们的食物来源不同:要么以人类为食,要么以蝙蝠为食。(披露:在我撰写即将出版的臭虫书籍期间,我曾帮助在布拉格郊外的一个阁楼收集了一些用于这项研究的臭虫。)

Greater mouse eared bat myotis myotis
布鲁克·博雷尔

研究人员使用了三种技术来探究这些臭虫的遗传关系:线粒体 DNA,它通过母系遗传,显示了世代之间的关系;微卫星,这是核 DNA 中重复的遗传信息区域,有助于追踪个体臭虫之间的亲缘关系;以及与杀虫剂抗性相关的特定突变。

线粒体 DNA 证实了以蝙蝠为食和以人类为食的臭虫之间存在 24.5 万年前的祖先分化,尽管其时间估计的置信区间很大——实际日期可能在 9.8 万年至 86.6522 万年前之间。微卫星数据显示,来自不同食物来源的臭虫是不同的,因为没有证据表明它们之间存在互动或繁殖。以蝙蝠为食的臭虫也具有更高的遗传多样性——当以人类为食的臭虫从以蝙蝠为食的臭虫分化出来时,它们创造了一个遗传瓶颈。以蝙蝠为食的臭虫缺乏与杀虫剂相关的基因突变,这可能是因为它们没有像以人类为食的臭虫那样持续暴露于化学处理。

图宾根大学进化生物学家、臭虫专家克劳斯·莱因哈特(Klaus Reinhardt)表示:“我认为这项出色的工作有力地支持了此前关于人类和蝙蝠相关臭虫谱系独立进化的推测。有趣的是,这究竟是因为这两个谱系的臭虫不相遇,还是它们相遇但无法产生后代。”

尽管这些昆虫看起来是同一个物种,但它们在遗传上的差异如此之大,以至于研究人员认为臭虫可能正在分化成一个新的物种——一个专门以人类为食的物种。塔尔萨大学分子生态学家、该研究的首席作者沃伦·布斯(Warren Booth)说:“早期物种形成的过程非常迷人,但也充满变数。在这里,臭虫种群似乎在显著分化,它们有可能接触并传播到它们的替代宿主上的可能性可能很小。因此,这将支持随着时间的推移进一步的谱系分化。”

布斯及其同事目前正在添加更多的臭虫样本,这可能有助于进一步精确确定这种昆虫的起源时间,并研究以蝙蝠为食的臭虫的遗传结构。他们还计划将以人类为食的臭虫的遗传模式与美国臭虫进行比较。

其他阅读材料

Booth 等人,“寄主关联驱动臭虫 Cimex lectularius 的遗传分化”,《分子生态学》,2015 年 1 月 15 日接受。

Borel,“更好地了解一种瘟疫:臭虫”,《大众科学博客网络》,2013 年 12 月 3 日。

Borel,《感染:臭虫如何渗透我们的卧室并占领世界》,2015 年 5 月上市。

 

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布鲁克·博雷尔(Brooke Borel)是《大众科学》的特约编辑,她也为 Slate、Aeon 和 NOVA Next 等杂志撰稿。她的第一本书《受感染:臭虫如何侵入我们的卧室并占领世界》(Infested: How the Bed Bug Infiltrated Our Bedrooms and Took Over the World)于 2015 年由芝加哥大学出版社出版。

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