蟑螂，应该是我们生活中最想灭绝掉的害虫之一。它们污染我们的食物，破坏我们的家电，传播很多疾病，还长得非常丑陋（尤其在这个看脸的时代）。可是我们经常也会困惑，为什么小强越杀越多？似乎它们总能源源不断的产生出很多的后代。最近日本北海道大学的一项研究发现似乎找到了答案：研究中发现，只要三只以上的雌性蟑螂生活在一起，它们就可以通过孤雌繁殖的方式快速生产后代，整个过程完全不需要雄性的参与。
讨人厌的小强。图片来源：123RF
孤雌生殖是自然界中存在的一种奇妙的生殖现象，指的是动植物的卵子不需要受精过程，就能单独发育成后代的生殖方式。在整个生殖的过程中不需要雄性动物的参与，产生的后代完整的复制了母体的性状。通常，孤雌生殖出现在无脊椎动物中比较多，比如说轮虫，线虫和节肢动物中。但有的时候在低等的脊椎动物中也会出现，比如某些蛇类和鲨鱼。对于大多数可以孤雌生殖的动物来说，如果有雄性个体存在，它们会选择有性生殖。只有当它们感受到没有雄性个体存在的时候才会进行孤雌生殖。长远来看，因为孤雌生殖产生的后代有更少的多样性，所以这些后代没有有性生殖产生的后代健康。但是从短期来看，孤雌生殖保证了种群中个体数量的快速增加，可以更加快速的占领新的栖息地。比如蚜虫就是这样，在春天的或者秋天的时候，因为食物数量有限，蚜虫通过有性生殖来繁殖，但是在夏天，当食物充足的时候，大多数蚜虫就会转向孤雌生殖了[1]。
蟑螂既可以进行有性生殖，也可以进行孤雌生殖。在蟑螂繁殖的过程中，雌性仅需要交配一次，就可以终生产出受精卵，受精卵会被包裹在特殊的胶质囊内，形成卵鞘。卵鞘坚硬，光滑，防水性好，保护了内在胚胎的发育。进行孤雌生殖的雌性蟑螂也可以在不交配的前提下产生卵鞘。但是科学家们一直好奇是什么因素引发了蟑螂的孤雌生殖，尤其是对于群居的蟑螂来：只是简简单单的没有雄性的存在就会让蟑螂转向孤雌生殖，还是它们生活的社会环境在这个过程中也发挥着作用呢？在北海道大学的研究中，研究者们仔细研究了蟑螂所在社会环境对于它们孤雌生殖的影响。
A)左边是孤雌生殖产生的卵鞘，右边是有性生殖产生的卵鞘；B)打开一个卵鞘里面可以看到很多蟑螂的卵。图片来源：参考文献[2]
实验中所用的蟑螂都是没有交配过的雌性，科研人员们首先比较了一只雌性和一对蟑螂情侣（一雌一雄），发现它们的生产第一个卵鞘的时间上并没有明显的差别，但是单独的雌性在生二胎（第二个卵鞘）的时间上明显落后于蟑螂情侣，这也与之前的研究结果相一致。然后科研人员比较了一只雌性与一组雌性（包括两只一组，三只一组，五只一组）在产卵时间上的差别。结果令人吃惊。生活在一起的雌性比单只雌性的产卵时间短很多。更神奇的是这些生活在一起的好姐妹们在产卵时间上步调非常的一致，同一次产卵时间前后差别特别的小。似乎生活在一起的雌性蟑螂发现没有雄性的存在的时候，就纷纷商量好在同一个时间生孩子玩一样。而且生活在一起的雌性数量越多，她们产卵的时间就越早。
五只一组的雌性蟑螂（左）生产第一个卵鞘（红线）和第二个卵鞘（蓝线）的时间比单个雌性（右边）的时间短很多。图片来源：参考文献[2]
实验中，科研人员还验证了蟑螂性别和雌性激素对于孤雌生殖的影响。科研人员将一只雌性蟑螂和一只或者两只被阉割的雄性蟑螂放在一起饲养，同时观察那一只雌性的产卵时间。结果显示，正常的雌性和被阉割的雄性在一起的时候，它的产卵时间会比聚集在一起的雌性的产卵时间晚很多。说明这种聚集在一起更快生蟑螂的现象只发生在雌性群体中。非雌性个体的出现不会加速这个过程。
研究人员又为雌性个体定期提供雌性激素，来造成它们生活在群体中的假象。但是雌性激素并没有欺骗单独的雌性个体，它们的产卵时间并没有被提前。显然，只有当雌性个体真的生活在一个完全由雌性组成的群体中的时候，它们的产卵时间才会被提前。科研人员推测，蟑螂需要雌性散发特有的化学信号才可以完成孤雌生殖，并非因为性激素或者其他非挥发性的化学信号的参与。
虽然孤雌生殖产生的卵鞘的孵化率比有性生殖产生的卵鞘的孵化率低，但是，雌性蟑螂只通过孤雌生殖就可以维持它们的种群。研究人员在2013年12月至2017年2月期间饲养了15只没有交配过的雌性个体。在这三年多的时间里，通过孤雌生殖繁殖，这15只雌性蟑螂把种群数量稳步增加到300多只，跨越了四个世代。
实验中饲养的蟑螂，三年的时间里蟑螂种群只通过孤雌生殖，从15只雌性蟑螂扩增到300只。图片来源：参考文献［2］
很多时候，我们利用雌性激素来诱捕雄性蟑螂，希望用这种方法来消灭家里蟑螂。可是显然这是不够的，因为只通过雌性，蟑螂们还是能保持它们种群数量的稳定。再加上蟑螂雌性个体比雄性个体更大，生命周期更长，能更好的适应新的环境，这就让它们更具有竞争优势。所以彻底的清除它们似乎不是一件简单的事情。更好的理解蟑螂孤雌生殖的诱发因素，可能会为将来我们更好的控制蟑螂带来新的思路。
（编辑：明天）
参考文献：
- Cocco J et al. Canadian Journal of Zoology (2013) 91:183-190 DOI: 10.1139/cjz-2012-0289
- Katoh K et al. Zoological Letters (2017) 3:3 DOI 10.1186/s40851-017-0063-x