Wir verbringen viel Zeit zu Hause (und das nicht nur im Jahr 2020), und in unserer Nachbarschaft leben viele verschiedene Organismen: Wirbeltiere, Gliederfüßer, Pilze, Pflanzen und Bakterien. Einige von ihnen können gefährlich sein, andere sind für ein angenehmes Leben notwendig. In dem Buch Not Home Alone: The Natural History of Our Home from Bacteria to Centipedes, Cockroaches and Spiders (Alpina Non-Fiction Publishing), das von Maxim Vinarsky, Biologe, Professor an der North Carolina State University, ins Russische übersetzt wurde, führt Rob Dunn eine "Inventar" von Lebensformen in und um menschliche Behausungen. N+1 lädt seine Leser ein, eine Passage zu lesen, die erklärt, warum Kampfschaben sie oft nur härter und noch widerstandsfähiger machen.
Chlordan, das erste Insektizid zur Bekämpfung von Hauskakerlaken, wurde 1948 eingeführt. Dieses Wundermittel war so giftig, dass es als zuverlässig galt. Und doch tauchten 1951 in Corpus Christi, Texas, Chlordan-resistente Kakerlaken auf. Es stellte sich heraus, dass diese Insekten 100-mal resistenter gegen das Pestizid sind als ihre Laborkollegen. Bis 1966 hatten einige Preußen Immunität gegen Malathion, Diazinon und Fenthion entwickelt. Einige Jahre später wurden DDT-resistente Kakerlaken entdeckt. Sobald ein neues Insektizid auftauchte, erlangten einige Prusak-Populationen im Laufe von mehreren Jahren und manchmal Monaten Immunität dagegen. Manchmal verstärkte eine Resistenz gegen das alte Medikament nur die Resistenz gegen das neue. In solchen Fällen war die Schlacht verloren, bevor sie beginnen konnte. Einmal etabliert, begannen sich trotz der Pestizide stabile Prusak-Linien auszubreiten und zu vermehren.
Auf jede neue tödliche Erfindung der chemischen Industrie gaben die Kakerlaken eine gespiegelte – und sehr effektive – Reaktion. Es entstanden neue Insektenlinien, denen es nicht nur gelang, die Wirkung von Giften erfolgreich zu vermeiden, sondern sogar von ihnen zu profitieren schienen. Aber diese evolutionären Antworten sind nichts im Vergleich zu dem, was kürzlich ganz in meiner Nähe im Nachbargebäude unseres Universitätscampus entdeckt wurde. Die Geschichte dieser Entdeckung begann vor mehr als 20 Jahren auf der anderen Seite des Landes, in Kalifornien, und zwei Hauptfiguren nahmen daran teil - der Entomologe Jules Silverman und eine Familie von Prusaks, die das Symbol "T 164" erhielten.
Jules musterte Kakerlaken im Dienst. Er arbeitete im Clorox Technical Center in Pleasanton, Kalifornien. Dieses Unternehmen unterschied sich nicht von anderen High-Tech-Branchen, nur dass nicht Schokolade vom Band lief, sondern eine Vielzahl von Geräten und Chemikalien zur Vernichtung von Tieren. Jules spezialisierte sich auf den Kampf gegen Kakerlaken, vor allem die Prusak-Kakerlaken. Die Prusaks sind nur eine der synanthropischen Schabenarten. Wie ein Kakerlakenexperte, den ich auf einer wissenschaftlichen Konferenz traf, einmal sagte: "Sie haben Ihre amerikanischen Kakerlaken sowie orientalische Kakerlaken, japanische Kakerlaken, rauchige braune Kakerlaken, braune Kakerlaken, australische Kakerlaken, Möbelkakerlaken und viele andere Arten gesammelt.". Die meisten dieser Tausenden von Kakerlakenarten, die auf der Erde leben, sind jedoch nicht in Häusern zu finden und könnten dort im Prinzip nicht überleben. Wie sich herausstellte, verfügen nur wenige "schmutzige Dutzend" Arten über die notwendigen Voreinstellungen, um menschliche Behausungen zu durchdringen und sich dort sicher anzusiedeln. Einige von ihnen sind beispielsweise zur parthenogenetischen Reproduktion fähig. Das bedeutet, dass Weibchen ohne Beteiligung des Männchens Nachkommen zeugen können. Jede der synanthropischen Schaben hat bestimmte Anpassungen für das Leben in geschlossenen Räumen, aber die Prusak-Kakerlake ist mit ihnen in der größten Zahl ausgestattet.
Der in der Natur vorkommende Prusak ist praktisch dem Untergang geweiht. Entweder wird er schnell gefressen oder er verhungert. Wenn es ihm gelingt, Nachkommen zu hinterlassen, wird es schwach, kränklich und für alles nutzlos. Deshalb werden Sie nirgendwo auf der Welt „wilde“Populationen dieser Art finden. Nur an unserer Seite wird der Prusak stark und fruchtbar, wofür wir ihn nicht so sehr lieben. Die Kakerlake bevorzugt die gleichen Bedingungen wie wir: das Haus warm zu halten, nicht zu trocken, aber nicht zu feucht. Er liebt das gleiche Essen wie wir. Kakerlaken können wie wir sogar unter Einsamkeit leiden. Bei aller Abneigung gegen die Preußen besteht jedoch kein Grund, sich vor ihnen besonders zu fürchten. Natürlich können Kakerlaken pathogene Keime in sich tragen, aber nicht mehr als Ihre Kinder oder Nachbarn. Bisher wurde kein einziger Fall dokumentiert, in dem die Krankheit durch von Kakerlaken verbreitete Mikroben verursacht wurde, während jede Minute einer von uns krank wird, weil er sich von einer anderen Person angesteckt hat. Das größte Problem bei Preußen ist, dass sie, wenn sie sich in großen Mengen ansammeln, zu einer Allergenquelle werden. Als Reaktion auf diese realen und andere eingebildete Probleme geben wir riesige Geldsummen aus, um Kakerlaken zu töten.
Es ist schwer zu sagen, wann genau der große Krieg zwischen Mensch und Kakerlake begann. Ihre Überreste sind sehr schlecht erhalten und werden bei archäologischen Ausgrabungen selten gefunden (zumindest im Vergleich zu Käfern). Darüber hinaus konzentrieren sich die Hauptanstrengungen der Forscher darauf, Wege zur Bekämpfung von Kakerlaken zu finden, anstatt ihren Lebensstil zu untersuchen. Die nächsten Verwandten der Prusaks sind zwei Arten von orientalischen Kakerlaken, die in Wohnräumen fast nie zu finden sind. Diese Insekten fliegen gut, ernähren sich von Blättern des Waldbodens und in einigen Gebieten finden Wissenschaftler und Landwirte sie für die Landwirtschaft nützlich. Anfangs sahen die Preußen wahrscheinlich wie wilde Kakerlaken aus, aber dann passten sie sich dem Dasein neben dem Menschen an. Infolgedessen verloren sie die Flugfähigkeit, begannen sich schneller zu vermehren und dichtere Cluster zu bilden, was es ihnen zusammen mit anderen Anpassungen ermöglichte, unter den von den Menschen bevorzugten Bedingungen erfolgreicher zu existieren. Dann begannen sie ihre Umsiedlung.
Es wird angenommen, dass sich die Preußen während des Siebenjährigen Krieges (1756-1763) in ganz Europa verbreiteten, als große Menschenmassen über den Kontinent zogen und persönliche Gegenstände trugen, in denen sich Kakerlaken verstecken konnten. Welche Nation für den Transport von Kakerlaken "verantwortlich" ist, ist nicht vollständig bekannt. Karl Linnaeus, der Vater der modernen Taxonomie, glaubte, dass die Deutschen an allem schuld seien. Linné war Schwede, und Schweden kämpfte im Siebenjährigen Krieg gegen Preußen, und so entschied Linné *, dass der Name "Preußische Kakerlake" gut zu diesem abstoßenden Insekt passte. 1854 hatten die Preußen New York erreicht. Heute leben sie auf der ganzen Erde, von Alaska bis in die Antarktis, begleiten Menschen aller Nationalitäten und reisen mit unseren Schiffen, Autos und Flugzeugen herum. Es ist seltsam, dass sie die umlaufenden Raumstationen noch nicht durchdrungen haben.
* Linné veröffentlichte 1767 eine wissenschaftliche Beschreibung des Prusak (auch bekannt als rote Kakerlake). Er gab ihm den Namen Blatta germanica. Interessant ist, dass in den Ländern Mitteleuropas, beispielsweise in Deutschland, die Verbreitung von Kakerlaken auf die Bewegungen russischer Truppen während des Siebenjährigen Krieges zurückgeführt wird. Dementsprechend werden rote Kakerlaken "Russen" genannt. Die eigentliche Heimat dieser Art liegt in Südasien. - Ca. wissenschaftlich. Hrsg.
In Gebieten, in denen Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Wohnhäusern und Fahrzeugen stark von der Jahreszeit abhängig sind, leben die Preußen in Häusern mit anderen Kakerlakenarten, einige von ihnen (z Zeiten, als wir in Höhlen lebten. Aber in Häusern mit Zentralheizung und Belüftung dominieren definitiv rote Kakerlaken und verdrängen alle anderen. Zum Beispiel war Prusak bis vor kurzem in fast ganz China relativ selten. Als in den nördlichen, eher kühlen Landesteilen beheizte Lastwagen eingesetzt wurden, konnten die Kakerlaken mit ihnen nach Norden ziehen. Im heißen Süden Chinas hingegen breiten sie sich zusammen mit klimatisierten Lastwagen aus. Sowohl in China als auch auf der ganzen Welt werden die Preußen immer zahlreicher und allgegenwärtiger, da immer mehr Wohnungen auf Zentralheizung und Klimaanlage umgestellt werden.
Als Jules Silverman vor 25 Jahren zu Clorox kam, wuchs die preußische Bevölkerung. Jules' Herausforderung bestand darin, neue Chemikalien zu entwickeln, um sie zu bekämpfen. Die besten Gegenmittel auf dem Markt waren damals Giftköder, die Ihnen wahrscheinlich bekannt sind. Dies ist ein süßer Leckerbissen für Kakerlaken, der ein Insektizid enthält. Diese Methode hilft, Kakerlaken zu töten, ohne Gift im ganzen Haus zu versprühen. Theoretisch kann der Köder aus jedem Kohlenhydrat hergestellt werden, das Kakerlaken anzieht: Fructose, Glucose, Saccharose oder Maltotriose. In der Praxis wird Glucose traditionell in den Vereinigten Staaten aufgrund ihrer geringen Kosten und ihrer hohen Insektenattraktivität verwendet. Amerikanische Kakerlaken sind es gewohnt, es zu essen. Bis zur Hälfte ihrer Nahrung besteht aus Kohlenhydraten, und die meisten davon sind Glukose. Wir verwenden es auch in großen Mengen, zum Beispiel in Form von Maissirup. Wir versprechen dem Kind ein Dessert, um es mit dem Abendessen zu füttern, und verführen es mit der gleichen Substanz, die in tödlichen Kakerlakenködern gefunden wird.
Kurz nachdem er seine Arbeit bei Clorox aufgenommen hatte, bemerkte Jules, dass in dem Raum, in dem sein Freund, der Feldentomologe Don Beeman, süße Fallen für Kakerlaken stellte, etwas Seltsames passierte. Es war Wohnung T 164. In dieser Wohnung starben die Kakerlaken nicht, als Don den Köder dort zurückließ. Immer wieder erhöhte er die Anzahl der Köder, aber die Kakerlaken dachten nicht einmal daran zu sterben. Als im Labor Fallen mit dem damals verwendeten Gift (Hydramethylnon) aufgestellt wurden, starben die Kakerlaken aus der Wohnung T 164. Das Gift tötete sie im Labor, aber nicht in der Wohnung. Don sagte Jules, dass es so aussah, als würde etwas die Kakerlaken vom Köder abbringen. Jules untersuchte im Labor die Attraktivität bestimmter im Köder enthaltener Stoffe für Kakerlaken aus der Kolonie T 164. Die erste und naheliegendste Erklärung war, dass die Preußen das im Köder versteckte Insektizid mieden. Von Jules durchgeführte Experimente zeigten jedoch, dass es sich nicht um ein Pestizid handelte. Andere Stoffe im Köder, darunter Emulgatoren, Verdickungsmittel und Konservierungsstoffe, verursachten bei Insekten keinen Ekel. Es blieb nur der Zucker im Köder zu überprüfen - Glukose, dh Sirup. Es schien fast unglaublich, dass die Preußen genau das meiden würden, was sie wie die meisten anderen Tierarten seit vielen Millionen Jahren gegessen hatten. Aber das ist tatsächlich passiert. Kakerlaken verweigerten Glukose; sie vernachlässigten sie nicht nur, sondern gingen ihr aus dem Weg. Wir sind gerannt. Gleichzeitig behielt Fructose seine Attraktivität für Insekten bei. Vielleicht, dachte Jules, hatte diese spezielle Population von Ingwerkakerlaken (die sie T 164) nannten, ihre Lektionen gelernt. Hat eine Art Supermacht erworben. Mit einem Wort, "die Wut in der Hölle ist nichts" ** im Vergleich zum schlauen Prusak (ganz zu schweigen von den Milliarden schlauer Preußen).
** Eine Anspielung auf ein Zitat aus Congreves Stück "Die Braut in Trauer" (1697): "Die Wut in der Hölle ist nichts im Vergleich zu der verlassenen Frau." - Ca. Hrsg.
Jules konnte die Hypothese testen, dass Kakerlaken lernfähig sind. Wenn es fair ist, sollten ihre Kinder - blass, schutzlos und dumm - wie ihre Enkel und Urenkel auf Glukoseköder setzen. Sobald sie geboren sind, haben sie noch keine Möglichkeit, etwas zu lernen. Jules überprüfte die neuen Kakerlaken: Sie lehnten Glukoseköder ab. Sie haben nichts gelernt; sie hatten eine angeborene Abneigung gegen Glukose. Es gab nur eine Erklärung: Glukose-Aversion ist ein erbliches Merkmal, das im Laufe der Evolution auftauchte. Um genau herauszufinden, wie dieses Merkmal vererbt wird, führte Jules ein einfaches genetisches Experiment durch, indem er Kakerlaken, die keine Glukose mögen, mit gewöhnlichen Individuen kreuzte, und die resultierenden Nachkommen wurden dann mit einer der "normalen" Elternformen gekreuzt. Dieses Experiment zeigte, dass das Gen (oder die Gene), die die Glukose-Aversion bestimmen, unvollständig dominant sind.
Stellen Sie sich eine Situation vor, in der eine Prusak-Familie ein großes Wohnhaus betritt. Im Laufe der Zeit lassen nur wenige Pioniere einen riesigen Kakerlakenstamm entstehen. Alle sechs Wochen bildet das Weibchen eine Ooteca mit bis zu 48 Eiern. Solche Reproduktionsraten (aus menschlicher Sicht sehr schnell, aber bei weitem kein Rekord für Insekten) bedeuten, dass, wenn ein Weibchen im Laufe seines Lebens nur zweimal Eier legt, die Zahl seiner Nachkommen in einem Jahr zehn erreichen wird tausend. Wenn der Kammerjäger Giftköder im ganzen Haus verteilt und alle Kakerlaken sterben, findet keine Evolution statt. Kein einzelnes Gen-Allel ist anderen überlegen. Die Geschichte endet und bleibt abgeschlossen, bis die Preußen wieder in dieses Haus eindringen und sich alles von vorne wiederholt. Gelingt es einer Kakerlake jedoch, die Schädlingsbekämpfung zu überleben und ist diese Vitalität auf bestimmte Gene oder Allele zurückzuführen, die bei den toten Individuen nicht vorhanden waren, dann nützt die Bekämpfung mit Hilfe von Giftködern nur den Überlebenden und ihren Genotypen. Ähnliches passierte Jules zufolge in der Wohnung T 164. Die darin lebenden Kakerlaken haben ein Genom (oder eine ganze Reihe von Genen) erworben, wodurch sie Glukose gleichgültig, manchmal bis hin zum Ekel vor ihr, waren. Die Verwendung von Ködern auf Glukosebasis erhöhte ihre Überlebenschancen und machte die Köder letztendlich selbst unbrauchbar.
Feige. 9.1. Preußen aus Jules Silverman Kolonie T 164, ernähren sich von einer Erdnussbutterscheibe (ohne Zuckerzusatz) und vermeiden sorgsam glukosereiche Erdbeermarmelade.
Dann testete Jules die aus verschiedenen Teilen der Welt gesammelten Preußen auf Abneigung gegen Glukose. Es stellte sich heraus, dass überall dort, wo Glukoseköder verwendet wurden, von Florida bis Südkorea, dies bei den Preußen zu einer Abneigung gegen Glukose führte. Wie sich herausstellte, entwickelten sie sich überall völlig unabhängig voneinander. Jules versuchte diesen Prozess im Labor zu replizieren, um experimentell die Evolution zu induzieren. Versuchsinsekten wurden Glukoseköder angeboten, die ein Insektizid enthielten. Was Jules beobachtete, stimmte ziemlich mit dem überein, was unter natürlichen Bedingungen geschah: Nach mehreren Generationen entwickelten Kakerlaken eine Glukosevermeidung. Jules hat dazu mehrere wissenschaftliche Artikel veröffentlicht. Er hat sich eine ganze Reihe neuer Köder patentieren lassen, die auf der Verwendung von Fruktose basieren. Er hoffte, dass dies vielen angehenden Evolutionsbiologen helfen würde, eine Karriere daraus zu machen, und ihm helfen, die Details der sehr schnellen Evolution herauszufinden, die bei roten Kakerlaken stattfindet.
Insektenbekämpfungsunternehmen interessierten sich für Jules' Ergebnisse und übernahmen seine patentierten Köder. Aber Evolutionisten ignorierten seine Arbeit, und Jules ahnte warum. Er konnte nie den Mechanismus aufdecken, der bei Kakerlaken die Abneigung gegen Glukose verursachte, er konnte nicht feststellen, welche Gene an diesem Prozess beteiligt waren, wie diese Gene funktionieren und vor allem, warum dies alles so schnell und so oft passiert. Jules hielt viele Jahre Kakerlaken - direkte Nachfahren der Preußen von T 164 - in der Hoffnung, dass er eines Tages auf dieses Thema zurückkommen würde und dann diese Insekten nützlich sein würden. Wir alle behalten etwas zum Andenken, einige Souvenirs und einige - eine Kolonie von Kakerlaken.
Im Laufe der Zeit wechselte Jules von Kakerlaken zu anderen Arten schädlicher Insekten und deren Evolution. Im Jahr 2000 ging er an die University of North Carolina und studierte die nächsten zehn Jahre die invasive argentinische Ameisenpopulation (Linepithema humile), die sich im Südosten der USA Meter für Meter und dann Haus für Haus niedergelassen hatte. Er arbeitete auch mit der stinkenden Hausameise Tapinoma sessile. Zehn Jahre lang kehrte er nicht zu Kakerlaken zurück, vergaß jedoch nicht, seine Kolonie Preußen zu ernähren, die Nachkommen derer, bei denen er seine bedeutendste und fast unbemerkte Entdeckung machte.
In gewisser Weise ist die Geschichte der Prusak-Kakerlake einzigartig. Es gibt keine ähnlichen Arten. Aber in gewisser Hinsicht ist dies eines der deutlichsten Beispiele dafür, was mit anderen synanthropischen Arten passiert. Evolution in ihren Kreationen kann sehr erfinderisch, sogar bizarr sein, aber sie hat auch eine gewisse Vorhersehbarkeit. Diese Vorhersagbarkeit besteht in der Konvergenz von Formen in nicht verwandten Organismen. Flügel stammen unabhängig voneinander von Insekten, Fledermäusen, Vögeln und Flugsauriern. Komplexe Augen wurden nicht nur in der Evolutionslinie zu uns Menschen gebildet, sondern auch bei Tintenfischen mit Kraken. In der Pflanzenwelt entstanden immer wieder Bäume, genau wie zum Beispiel Dornen oder Früchte. Dies gilt auch für ungewöhnlichere Formen, zum Beispiel Samen von Pflanzen mit winzigen Früchten, die von Ameisen gefressen werden sollen. Die Ameisen schleppen die Samen in Ameisenhaufen, fressen die Früchte und werfen die Samen in ihre Müllhaufen, wo sie keimen. Wenn man versteht, welche Möglichkeiten den Arten offen stehen und welche Schwierigkeiten mit ihrer Verwirklichung verbunden sind, kann man vorhersagen, welche Merkmale sich im Laufe der Evolution wiederholen können. Für synanthropische Tiere eröffnen sich in unseren Häusern große Perspektiven. Sie können sich von menschlicher Nahrung, Baumaterialien und schließlich von Menschen selbst ernähren. Die Schwierigkeit besteht darin, in die Wohnung einzudringen und nicht durch ihre Besitzer zu sterben.
Mehrere Umstände tragen zur schnellen Anpassung an die Wirkung von Bioziden bei: hohe genetische Vielfalt der befallenen Arten (oder die Fähigkeit, die notwendigen Gene von anderen Arten zu übernehmen); massive, aber unvollständige Ausrottung von Individuen der Spezies, mit der wir kämpfen; wiederholte (oder sogar chronische) Exposition eines bestimmten Schädlings gegenüber einem Biozid und schließlich das Fehlen von Konkurrenten, Parasiten und Krankheitserregern in der von uns bekämpften Spezies. Bei der Roten Schabe sind fast alle diese Bedingungen erfüllt. Dasselbe ist jedoch typisch für viele andere Arten synanthropischer Arthropoden. Infolgedessen wird unser Zuhause zum Schauplatz ungewöhnlich schneller evolutionärer Veränderungen, die uns jedoch selten zugute kommen.
Resistenzen gegen Insektizide haben sich bei Bettwanzen, Kopfläusen, Stubenfliegen, Mücken und anderen im menschlichen Lebensraum vorkommenden Arten entwickelt. Natürliche Selektion kann für uns von großem Nutzen sein, sofern wir ihre Mechanismen verstehen und entsprechend entscheiden. In der Praxis passiert dies in der Regel nicht. Dadurch birgt die natürliche Auslese im Alltag für uns mehr Nachteile als Vorteile, und ihre gefährlichen Folgen treten schneller ein, als wir sie begreifen und bewältigen können. Kurz gesagt, schädliche Arten haben so viele Siege errungen, dass Evolutionsbiologen, die ihre Resistenz untersuchen, mit Arbeit überhäuft sind. Nachdem Jules bei diesen Insekten eine Abneigung gegen Glukose entdeckt hatte, wurde klar, wie viel in Zukunft neben dem Studium der Preußen als solches noch zu tun war.
