用科技论文刷新你对蟑螂的三观：持续无性繁殖3年都不是事

----近期在中文科技网站（科技日报社-中国科技网）看到了一篇《蟑螂因何能迅速繁殖无需雄性可进行单性繁殖》报道；

----随后网易转载了该报道，并配以标题《蟑螂因何能在地球生存数亿年？关键时刻不交配也能产生下一代》；

----上述均是引用了日本《每日新闻》报道《Female-only cockroach reproduction boosted in groups of 3 or more: research》，其实还有一家日本媒体（日本时报，The Japan Times）也报道了该发现《Cockroachlongevity linked to female cohabitation》。

至此，对媒体的报道脉络已经清楚了，那就要本着溯本求源的态度就要找到正式学术论文，利用有限关键词爬梯子翻墙很快就发现了这篇2016年3月13日发表在Zoological Letters（BMC旗下OA期刊）题为《Group-housedfemales promote production of asexual ootheca in American cockroaches》的文章。

最近很多文章都是通过科技媒体报道来获取的，说明科技媒体的专业性增强，也说明自己对专业领域的关注度下降（sigh…….）。

言归正传，回到文章本身的科学发现。媒体的报道是这样的：

----“美洲大蠊（蟑螂的一种）只要有3只以上的雌性，就可在不与雄性交配的情况下进行单性生殖。由此能够推测，可以进行单性繁殖的其它蟑螂可能也具有相同习性”

----“当有3只以上雌性美洲大蠊时，其卵鞘的形成平均需要10天左右，比只有1只雌性的情况要快3天，第二次卵鞘形成则比其快了9天，且单性繁殖的后代也全部是雌蟑螂。当有15只雌性美洲大蠊进行繁殖时，其所繁育的只有雌性的群体可维持3年以上。这表明，和其它雌性接触以及感受其它雌性发出的化学物质，对于促进雌性蟑螂卵鞘的形成非常重要”

其实，从上面的描述就可以看到国内科技媒体报道内容前后矛盾的说法（其实，单只饲养雌性美洲大蠊也可进行无性繁殖，只是效率低于分组饲养的蟑螂），部分用词可改进，不过总体来说基本尊重原著，并起到了媒体所需要的吸引眼球的效果；比较中英文报道的标题和内容不难发现，为了博眼球和点击率导致了标题党。当然，美洲大蠊无性繁殖能力与其超强的繁殖力、适应性有重要关联。国内媒体的报道的标题突出了蟑螂能无性繁殖、生生不息的能力，其实原著的标题已经突出了重点“分组饲养的美洲大蠊能促进无性生殖能力”，前提是学术界的同行已了解美洲大蠊能够进行无性繁殖（孤雌生殖）的现象，但这种繁殖能力与群体效应、信息素、个体间互作交流有何关系，是本文的核心问题。

从学术角度来讲，需要对原文中的各个细节进行研读，方能体会研究的主要目的、分析。具体如下：

一、试验设计

兼孤雌生殖现象是很多动物的一种繁殖策略。在一些亚社会性和真社会性昆虫中，孤雌生殖（单性繁殖）要比有性生殖更普遍。从长期来讲，孤雌生殖具有一定的适合度代价，因为降低了后代的遗传多样性。但在短期内，尤其是资源充足的时期，通过孤雌生殖产生大量雌性后代、迅速占领栖息地，是一种很有用的策略，这一点在蚜虫上屡见不鲜。

在大部分动物中，孤雌生殖只有在没有雄性伴侣时才采用的繁殖策略，是有性生殖的备选。

试验设置了11组行为实验，试验期从2013年8月到2014年1月。

1.        1只对照雌性蟑螂与雄性蟑螂一起饲养，允许自由繁殖（group 1）

2.        为了评价分组对无性繁殖效应，1只雌性单独饲养在容器内（group 2），2只雌虫一起饲养（group 3），3只雌虫一起饲养（group 4），4只雌虫一起饲养（group 5）

3.        为了评价雄性的存在对无性繁殖的效应，一只雌虫与1只（group 6）或2只（group 7）外生殖器切除（genitalia-ablated）的雄性成虫合并饲养

4.        为了评估感觉器官对无性繁殖的影响，3只上颚唇瓣（maxillary/labial palps）切除的雌虫（group 8）、一对触角（pairs of antenna）切除（group 9）、所有触须、唇瓣（all antennae/palps）均切除（group 10）用于实验。

5.        为了评估性信息素对无性繁殖的效应，蜚蠊酮B引入单只饲养雌性试虫实验空间内（group 11），蜚蠊酮B能引诱远距离的雄虫并激发雄虫完整的交配行为。

为了比较2种生殖方式产生的卵鞘繁殖力差异，从2个生殖种群中（20只孤雌生殖雌虫群体、10对有性生殖群体）采集33个、30个卵鞘，独立比较孵化率。

二、结果

表1 不同分组试虫从羽化到第一、二个卵鞘形成所需时间

图1 不同分组卵鞘形成差异

主要结果：

A不同生殖方式对羽化后第一个卵鞘生成的时间没有显著影响（13.2±4.7d），但无性繁殖方式第二个卵鞘形成速度较有性生殖显著变慢（27.0 ± 12.9 days vs 14.7 ± 4.3 days）。

B 多只蟑螂合并饲养，卵鞘生成的周期缩短（群体规模越大、周期越短），并且趋于同步；但这一点，与住在一起的妇女生理期趋于同步的现象有本质区别。

C 当一只雌虫与一只丧失交配能力的雄虫合并饲养时，卵鞘形成时间与单只饲养雌虫相比虽有延长但无显著差别，当与2只丧失交配能力的雄虫合并饲养时，则显著养长了卵鞘生成时间(Figs. 1h and 2b, 26.6 ± 4.9 days) than that when a female was kept withtwo females (Fig. 1e, 18.2 ± 4.0 days)。

D 为了解感觉器官对卵鞘生成的影响，研究了感觉器官与卵鞘形成的关系。与正常雌虫相比，去除maxillary/labial palps对雌虫卵鞘形成几无影响，而去除触角（antenna）则显著延长了第二个卵鞘形成时间，同时去除maxillary/labial palps和antenna，显著延长第一、二个卵鞘形成时间。

E 为探明信息素对卵鞘形成的影响，将蜚蠊酮B加入环境中，结果显示没有影响。由于信息素主要有为交配过的雌虫释放，交配过的雌虫释放量大大减少，信息素是种群中缺乏雄虫的标志。

F 研究人员在2013年12月随机挑选了15只刚羽化的雌虫，到2017年2月，种群中有超过300只的不同龄期若虫、成虫的雌性蟑螂。下图是挑选的部分蟑螂照片。由于温湿度、营养条件适宜，部分试虫发育到了第五代。但是，无性繁殖产生的卵鞘孵化率只有30.3%，显著低于有性繁殖的46.7%，尽管卵鞘的尺寸无显著差异。这表明，无性繁殖对适合度有显著影响。这一发现与过去的研究相比，无性繁殖与有性繁殖间的差异并没有那么大。

三、讨论

成群生活的动物中，同种个体群体生活能降低死亡率、促进若虫发育、卵产量以及内分泌系统相关的发育。这种现象叫做群体效应或种群密度效应。

对于美洲大蠊，能在3年内通过孤雌生殖达到4代以上，无疑对公共卫生来说是一个威胁，因为其作为病原菌和室内过敏源的媒介。当然，这种现象是实验室人工驯化遗传变异的结果，还是野外品系也具有如此性状，需要进一步探讨。

（ps：由于能力有限、专业背景不足，定有转述不准确的地方，请谅解、指正）