4
39,9 тыс

Биологи выяснили, как тараканы расселились по всему миру

❋ 5.0

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

Среди почти четырех тысяч видов рыжий таракан самый распространенный
Среди почти четырех тысяч видов рыжий таракан самый распространенный / © Nature Picture Library, Nigel Cattlin.

Где бы ни жил человек, в его доме будут присутствовать насекомые, например тараканы. Но откуда они взялись? Где человечество подхватило этих вредителей? Историю появления самых распространенных тараканов — среди более чем 4000 видов такими стали рыжие (Blattella germanica), или, как их еще называют, прусаки — окутывает тайна. Этих насекомых легко найти в домах, но в природе они почти не встречаются. В умеренных и холодных широтах тараканы вынуждены жить с человеком, поскольку снаружи попросту замерзнут. Поэтому они и превратились в синантропных.

Впервые рыжего таракана описал Карл Линней в 1767 году, а о широком расселении этого насекомого по Европе сообщали еще в XIX веке. Правда, его близкие родственники родом из Африки и Азии, и в качестве предка в свое время предлагали азиатского таракана (Blattella asahinai), который обитает в Индии, Мьянме, а после интродукции и в США. Хотя ДНК рыжих тараканов исследована довольно подробно, восстановить возможный путь расселения ранее не получалось из-за недостаточных знаний об этих насекомых.

Восполнить пробел решила международная группа энтомологов из Китая, Сингапура, Индии, Европы и других стран. Ученые описали генетическую структуру таракана по геномным маркерам из 281 образца, собранного в 17 странах со всех континентов (кроме Антарктиды). Затем исследователи реконструировали маршрут распространения насекомых с помощью демографического моделирования и оценили наиболее вероятные сценарии. Результаты научной работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Генетическая структура популяции и пути глобального распространения Blattella germanica. (A) Сеть гаплотипов с медианным объединением на основе гена COI. (B) Анализ главных компонентов на основе 158 216 геномных однонуклеотидных полиморфизмов. (C) Гистограмма (вверху), разбитая на гистограммы по конкретным регионам, сопоставленные с местами отбора проб, полученная в результате оценки предков. Диаграмма в верхней части гистограммы показывает нуклеотидное разнообразие (π) на локус в каждом месте отбора. Предполагаемые время и маршруты глобального распространения обозначены черными стрелками. (D) Дивергенция ключевых популяций представлена в виде неукорененного дерева. (E) Увеличенный вид (C), сфокусированный на Азии. Естественный ареал предка B. asahinai показан зеленым цветом
Генетическая структура популяции и пути глобального распространения Blattella germanica. (A) Сеть гаплотипов с медианным объединением на основе гена COI. (B) Анализ главных компонентов на основе 158 216 геномных однонуклеотидных полиморфизмов. (C) Гистограмма (вверху), разбитая на гистограммы по конкретным регионам, сопоставленные с местами отбора проб, полученная в результате оценки предков. Диаграмма в верхней части гистограммы показывает нуклеотидное разнообразие (π) на локус в каждом месте отбора. Предполагаемые время и маршруты глобального распространения обозначены черными стрелками. (D) Дивергенция ключевых популяций представлена в виде неукорененного дерева. (E) Увеличенный вид (C), сфокусированный на Азии. Естественный ареал предка B. asahinai показан зеленым цветом / © Proceedings of the National Academy of Sciences, Qian Tang et al.

Генетическую информацию ранее собранных насекомых выделяли из двух измельченных ног каждого образца, но многих отлавливали живьем. ДНК тараканов (всех рассматривали как единую популяцию) сравнивали с эталонным Blattella germanica. За год в моделях сменялось три поколения, а скорость мутаций ученые определили на примере дрозофил. На основе митохондриальных генов энтомологи обнаружили небольшое расхождение, в 0,59%, между рыжим и азиатским тараканами. С другими родственными группами расхождения были гораздо значительнее — больше 5%.

Азиатский вид действительно оказался предковым для рыжего таракана и, как полагают ученые, жил с людьми уже около 2100 лет назад — тогда в азиатском регионе процветала человеческая цивилизация. Рыжий таракан стартовал с территории современной Индии или Мьянмы в двух направлениях. В сторону запада он отправился приблизительно 1200 лет назад — это могло быть связано с развитием торговли и армии исламских халифов. Путь на восток начался около 390 лет назад — этому могла способствовать колониальная торговля Европы с Юго-Восточной Азией (вероятно, конкретно голландская и британская Ост-Индские компании).

Смоделированное время попадания в Европу — где-то 270 лет назад — совпало с ранними историческими записями XVIII века. Затем, вслед за развитием транспорта, глобальной торговлей и возрастающим комфортом жилья (отопление и водопровод), рыжий таракан расселился на территориях, ранее непригодных и недоступных — например, в России или Австралии. Иными словами, человек сам создал все условия для расселения этого насекомого по миру.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
23 сентября, 13:37
Александр Березин

Слухи о том, что автор Декларации независимости США Томас Джефферсон состоял в связи с его рабыней-квартеронкой, ходили с 1790-х годов. Но данные ДНК-анализа 1998 года не оказались достаточно полными, чтобы признать их достоверными. Полногеномный анализ ДНК Джефферсона наконец закрыл вопрос: он вступил в связь с девушкой (согласно письменным источникам, ей тогда было менее 16 лет) и был отцом всех ее детей. Автор утверждения из Декларации независимости «Все люди сотворены равными... им даны их Творцом некоторые неотъемлемые права, в числе которых находятся — жизнь, свобода» так и не дал ей свободу.

22 сентября, 12:52
Марк Чернов

Американские исследователи впервые смогли напрямую увидеть «квантовый скачок» звука — скачкообразный переход фонона, минимальной единицы звуковой энергии, между энергетическими уровнями в реальном времени. Это наблюдение завершило столетнюю историю поисков, начатую еще на заре квантовой физики, и открыло дорогу к созданию устойчивых квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков.

22 сентября, 17:02
Марк Чернов

Ученые выяснили, что умеренные различия между элементами электросетей, экосистем и других сложных структур превращают их в гораздо более надежные системы. Математический расчет помог доказать: идеальная однородность делает энергосистемы, биоценозы и транспортные сети уязвимыми для сбоев, тогда как контролируемый «беспорядок» повышает их устойчивость к внешним нагрузкам.

21 сентября, 09:24
Елизавета З.

Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.

21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

22 сентября, 12:52
Марк Чернов

Американские исследователи впервые смогли напрямую увидеть «квантовый скачок» звука — скачкообразный переход фонона, минимальной единицы звуковой энергии, между энергетическими уровнями в реальном времени. Это наблюдение завершило столетнюю историю поисков, начатую еще на заре квантовой физики, и открыло дорогу к созданию устойчивых квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария
"В умеренных и холодных широтах тараканы вынуждены жить с человеком, поскольку снаружи попросту замерзнут" А как же "после ядерной войны выживут только тараканы". Понятно, то, что фраза общая, но как то странно - им наплевать на всю химию и радиацию, однако холода боятся. Эх. Значит только тихоходки😁