Доктор зло: почему ни высокие технологии XXI века, ни опыт поколений не помогли истребить тараканов

Доктор зло: почему ни высокие технологии XXI века, ни опыт поколений не помогли истребить тараканов

Все думали, что прогнали их и они ушли навсегда. Но теперь они возвращаются. Ни высокие технологии XXI века, ни опыт поколений не помогли истребить тараканов.

E6RPTM.jpg
В организме тараканов вырабатывается большое количество белков-антидотов, служащих противоядием для самых разных отрав

По всем признакам таракан соответствует образу неуловимого суперзлодея. Он скрывается, выползая из убежищ только в сумерках или в полной темноте. Носит усы — для конспирации. Неостановим и вездесущ: может оказаться в любом отапливаемом помещении, где есть хоть немного воды. Строит разветвленную сеть приспешников. Но главное — использует арсенал технических приспособлений, которым позавидовал бы даже Фантомас. «Вокруг света» представляет пять шедевров тараканьих технологий.

ЗООСПРАВКА
Рыжий таракан
Blattella germanica

iStock-184695447.jpg

Тип — членистоногие
Класс — насекомые
Отряд — таракановые
Семейство — таракановые
Род — Blattella

Общий предок современных усачей жил во времена существования древнего суперконтинента Пангея. После распада Пангеи на материки на каждом из них образовались отдельные семейства. Распространению некоторых современных видов содействовал человек. По одной из версий, рыжий таракан в XVIII веке был перевезен из Южной Азии в Европу и Северную Америку вместе с продуктами.

Сверхпрочные доспехи

Каждый, кто хоть раз давил таракана, знает, как трудно это сделать. Злодея защищает панцирь, содержащий хитин — полисахарид, разрушающийся только под воздействием концентрированных щелочей и кислот. Тараканью броню называют экзоскелетом, потому что именно к ней прикрепляются мышцы. Эксперименты показали, что насекомое может выдержать вес, в 900 раз превышающий его собственный, при этом сплющиваясь в три раза без ущерба здоровью. Дело в том, что экзоскелет состоит из отдельных пластин, соединенных эластичными мембранами. При сдавливании пластины уплощаются и заходят одна на другую.

DWC6YG.jpg
Нога американского таракана (электронная микрофотография)

Мало того, энергия деформации панциря передается ногам, и таракан автоматически выталкивает себя из плена. Казалось бы, невозможно ползти, будучи придавленным к земле, однако на этот случай суперзлодей отрастил специальные шипы на голенях.

Minden_00443188.jpg
Тараканье крыло под микроскопом

Minden_00476877.jpg
Панцирь гигантского таракана Aptera fusca из Южной Африки. Взрослые самки этого вида достигают длины 40 мм

ГЕНЕТИКА
«Эволюция» по-быстрому

В 80-е годы XX века появились инсектициды на основе вкусной (для тараканов) глюкозы с примесью ядов. Спустя 10–15 лет многие тараканы разлюбили глюкозу и стали игнорировать ее, тем самым сделав отраву бесполезной. Полтора десятилетия — ничтожный срок в масштабах эволюции, тем не менее насекомым нередко удается адаптироваться к новым ядам даже быстрее. Ученые предполагают, что за сотни миллионов лет существования тараканьего рода его представители сталкивались с ядами, аналогичными современным, и память об этих встречах хранится в ДНК насекомых. Чтобы адаптироваться к отраве, тараканам не нужно эволюционировать, достаточно лишь активировать старые гены.

Мощные челюсти

Тараканий рот устроен не так, как человеческий. У насекомого два комплекта челюстей: нижние максиллы и верхние мандибулы. И те и другие снабжены хитиновыми зубцами и работают подобно кусачкам.

Z2750038.jpg
Челюсти таракана под микроскопом, они в пять раз мощнее человеческих. Насекомые способны прогрызать древесину, пластик и даже бетон 

Голова у таракана маленькая, при этом кроме ротового аппарата в ней также размещается мозг и начальные отделы пищеварительной системы. Челюстным мышцам остается совсем мало места, так что быть сильными и быстрыми, как у тигра, они не могут. Поэтому мандибулы имеют сразу два комплекта мышц: одни быстрые и слабые, а другие медленные, но очень сильные. Хватка таракана в пять раз мощнее, чем укус человека. Челюсти развивают усилие, в пятьдесят раз превосходящее собственный вес насекомого. Используя такие мощные инструменты, тараканы могут прогрызать древесину, пластик и даже бетон.

РАЗМНОЖЕНИЕ
Ясельная группа

Тараканы — заботливые родители. Некоторые виды носят яйца на своем теле вплоть до вылупления потомства. Яйца, упакованные стройными рядами в белковую пену, образуют оотеку. Эта «колыбелька» защищает малышей от воды и ядовитых веществ. Свежевылупившиеся тараканы, или нимфы, не разбегаются, а остаются в родном гнезде, образуя колонии.

01133108.jpg
Самка американского таракана (Periplaneta americana) с прикрепленной к панцирю оотекой 

Измерительные приборы

Тело таракана от брюшка до кончиков усов усыпано сверхчувствительными датчиками. Усики, лапки и церки (выросты на конце брюшка) покрыты сотнями волосков — сенсилл. Последние воспринимают вибрацию, звуки и даже запахи. Сенсиллы устроены по-разному: одни реа гируют на колебания воздуха, другие — на изгиб. Те, что чувствуют запахи, пронизаны десятками пор. Эти отверстия улавливают ничтожное количество вещества: всего нескольких молекул достаточно, чтобы таракан распознал яд или почувствовал присутствие привлекательного полового партнера.

Тараканы часто останавливаются, чтобы почистить свои усики. Ученые из России и США выяснили, что железистые клетки антенн выделяют специальные углеводы, которые увеличивают чувствительность сенсилл в несколько раз. Однако переизбыток подобных соединений забивает обонятельные поры, и в результате насекомым приходится тратить довольно много времени на удаление излишков этих веществ.

База данных отравляющих веществ

Тараканы появились на Земле около 235 млн лет назад, и каждая особь носит с собой багаж знаний, накопленный тараканьим родом за это время. Их ДНК — одна из самых длинных среди всех насекомых (тараканы уступают лишь перелетной саранче) и, кстати, длиннее человеческой. Об этой особенности суперзлодеев исследователи из Китайской академии наук узнали в 2018 году.

Однако важна не столько длина, сколько большое количество смысловых участков ДНК, то есть собственно генов: их у тараканов оказалось свыше 10 тысяч. Около 150 из них отвечают за обоняние, более 500 — за распознавание вкусов. В анализе химических веществ, вероятно, задействованы и сотни других генов. Накопленный эволюционный опыт помогает тараканам безошибочно распознавать пищу и отличать безопасные субстанции от ядовитых. Кроме того, в организме насекомых вырабатывается большое количество белков-антидотов, служащих противоядием для самых разных отрав.

МЕДИЦИНА
Стоит ли бояться тараканов?

Стоит. Тело насекомых покрыто щетинками, на которых закрепляются возбудители многих заболеваний. Микроорганизмы скапливаются и на шипах тараканьих лапок. Это могут быть сальмонеллы и стафилококки, споры плесневых грибов, яйца гельминтов, лямблии, амебы. В кишечнике тараканов находили зловредных энтамеб и туберкулезную палочку, хотя случаи заражения человека от насекомых соответствующими болезнями неизвестны. Тараканьи фекалии и хитиновый панцирь иногда вызывают аллергию.

Minden_00573364.jpg
Окаменевшие останки таракана, жившего 30 миллионов лет назад. Найдены на территории Доминиканской Республики

Химическая «рация»

Глядя на тараканов, сложно представить себе, что эти существа ведут активную общественную жизнь. Однако ученые из Брюссельского свободного университета обнаружили у насекомых и индивидуальные личностные качества, и корпоративную солидарность. В эксперименте участвовало более трехсот тараканов, каждого из которых пометили радиодатчиком. Подопытных поодиночке помещали на ярко освещенную арену с укрытиями. Некоторые проявили себя храбрецами: долго исследовали пространство и лишь изредка прятались от света. Другие просто отсиживались в тени. Стоило объединить тараканов в группу, различия между ними сглаживались, каждая особь подстраивала свое поведение под действия сородичей. Побеждала коллективная трусость, что вполне понятно: осторожные живут дольше.

Тараканы собираются в группы и общаются, распространяя в воздухе химические вещества — агрегационные феромоны. Ученые из Университета Северной Каролины предположили, что феромоны выделяют не сами насекомые, а бактерии, живущие у них в кишечнике. Энтомологи разделили тараканов на две группы: одних держали в стерильных условиях, а других — в обычном контейнере. Через некоторое время «стерильные» особи утратили способность формировать группы. Химический анализ показал, что в их экскрементах отсутствовало 12 жирных кислот, а еще 24 соединения были представлены в минимальных количествах. Именно эти вещества, испаряясь на воздухе, обеспечивали тараканам «радиообмен».

* * *

Техническое совершенство тараканов подтолкнуло людей к промышленному шпионажу. Инженеры Калифорнийского университета в Беркли создали робота под названием CRAM, который, подобно рыжим усачам, способен сжиматься и протискиваться сквозь узкие щели. Появлению CRAM предшествовали продолжительные исследования биомеханики таракана. В будущем подобные машины помогут спасать людей из-под завалов. Получается, суперзлодей способен принести человеку немалую пользу, несмотря на давнюю вражду.

Фото: ALAMY / LEGION-MEDIA (X2), ISTOCK, MINDEN PICTURES / FOTODOM.RU (X3), SPL, NPL / LEGION-MEDIA

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 11, ноябрь 2018 г.

Ключевые слова: зоология, таракан
Подписка на журнал
 
# Вопрос-Ответ
НОВОСТИ ПАРТНЕРОВ