星期四, 20 5月 2021 07:33

“亿万年”拒绝进化的活化石:蟑螂,其奇妙设计显明创造的大能

蟑螂是人们再熟悉不过的生物。如果说与之同床共枕有点夸张,但人类跟蟑螂形影相许就实不为过。无论在野外还是在城市,都会发现这种小生物的踪迹。

蟑螂还有一个可爱的别称——小强。这个名字源自电影《唐伯虎点秋香》,剧中由周星驰扮演的唐伯虎为进入华府,在街上与人争相卖惨的过程中,他一手抓住地上一只路过的蟑螂,带着哭腔对它说道:“小强......你怎么了小强!小强你不能死啊!我跟你相依为命同甘共苦这么多年……”于是,蟑螂就出名了,小强成了蟑螂的代名词。

蟑螂跑龙套后获得“小强”称号蟑螂跑龙套后获得“小强”称号

 

一、“内功”深厚的小强

其实,小强这一名字用在蟑螂身上还真的贴切。这种生物虽然攻击力几乎为零,但它把天赋技能点全部加在防御上。这里的防御并不是指它有一身刀枪不入的盔甲,而是它的“内功”非常深厚。

研究表明蟑螂感应灵敏,在其基因组中共发现154个嗅觉受体(OR),几乎是其他昆虫种类的两倍。大量的嗅觉受体可以帮助蟑螂更容易地检测食物的痕迹(气味),特别是蟑螂喜欢的发酵食物。灵敏嗅觉让它们无论在哪里,都可以不愁吃喝;同时,非常精细的化学受体系统,又能使它们避免中毒。

杂食大王杂食大王

 

研究人员还发现,蟑螂体内与化学吸收和解毒有关的基因家族非常广泛,使得蟑螂有更多的酶来分解毒素和拥有更强的免疫系统。

解毒系统包括各种酶和异源转运蛋白,这些转运蛋白对于昆虫来说很重要,可以化解大量毒素。蟑螂能适应植物中有毒次生物质,因为有一套巧妙的适应机制:利用植物的信号物质诱导活化自身解毒酶活性,达到提早武装自己以免遭受食物中有毒物质侵害的目的。  

百毒不侵的小强百毒不侵的小强

除了解毒系统,蟑螂还拥有强大的免疫系统。它们完全依靠先天免疫系统来抵抗感染微生物,以对抗所有遇到的细菌感染。蟑螂通常生活在潮湿和不卫生的地区,因此,它们有很多机会接触到微生物和病原体。在遭遇细菌和真菌感染后,蟑螂的免疫系统被激活,导致抗微生物肽的合成和分泌。在蟑螂基因组中鉴定了11种抗菌肽,足以保证小强的“金刚不坏”之身!

科学家之前发现了许多重要的信号通路参与果蝇和脊椎动物的伤口愈合和组织修复,而在对蟑螂基因组的检查中,也发现了这些信号途径通路的大多数关键组成部分,其中多条促使伤口愈合和组织再生的基因家族发生了扩张。 

强大的基因和组织修复能力强大的基因和组织修复能力

强大的修复基因造就了蟑螂这种令人印象深刻断肢再生的能力。有人预测过,人类若发生核战争,能够坚强生存下来、并统治世界的就是蟑螂。这当然是戏言,但这也反映了蟑螂超强的生存和适应能力。

所以,灵敏嗅觉+免疫系统+解读系统+再生修复功能,所以蟑螂几乎不生病。

 

二、蟑螂拒绝进化

小强无处不在的身影不单困扰着家庭主妇,也令进化论者十分头疼,现代蟑螂(匍蜚蠊)一次又一次地出现在被进化论者定为千百万年前的化石记录中。

据称4900万年前的蟑螂化石,发现于美国始新世岩层据称4900万年前的蟑螂化石,发现于美国始新世岩层1

在美国卡罗拉多西北部也发现了蟑螂化石,据称有4900万的历史,按进化论者的说法,这个发现又改写了蟑螂的进化史。进化史的确在不断地改写,但最关键的问题是,依然看不到蟑螂有任何的进化。

北欧据称4400万年前的蟑螂北欧据称4400万年前的蟑螂

以下这枚发现于缅甸的琥珀保存了据称9900万年前的蟑螂。

发现于缅甸的琥珀蟑螂,连蟑螂的排泄物也保存了下来,见白色箭头所指发现于缅甸的琥珀蟑螂,连蟑螂的排泄物也保存了下来,见白色箭头所指

全球各地都有发现蟑螂的化石和琥珀,与现代蟑螂对比并没有太大区别,对比今天的蟑螂物种(匍蜚蠊科)看不到进化的现象。正如一篇新闻报道所言:“把蟑螂化石与现代生活在热带地区的蟑螂相比,二者很相似。”2 为什么在所谓的亿万年的历史中,蟑螂没有进化呢?有些进化论者声称,蟑螂没有进化因为它们有很好的适应性,能适应各种环境,不需要进化。

那就产生了另一个问题:这些杰出的适应性最初是怎么来的呢?它们是由什么进化而来的呢?化石记录中找不到身体结构简单的蟑螂祖先或正在进化的蟑螂半成品,只有成型的、和今天区别很小的蟑螂和已经灭绝的蟑螂品种,而且蟑螂的身体结构一点也不简单!

 

三、蟑螂仿生学

蟑螂的身体结构有着极为特别的设计,赋予了它们“打不死”的特性。它们被挤压到正常高度的一半时,还能高速地跑动,而且能快速地钻出很窄的缝隙,让它们能在岩石缝隙、碎叶堆中和橱柜门缝之间来去自如。这些“特异功能”吸引了仿生科学家。加州伯克利大学的工程师对蟑螂进行一番研究,研发出灵活的机器人。3

他们发现小强可以在狭小的空间活动,甚至在很细的缝隙中,还能快速行动,他们还发现蟑螂圆弧形的身体结构可以有效滑过障碍物。目前,大多数机器人克服障碍的方法是先要探测障碍物,再经大量计算来重新规划路径,绕开障碍物。

蟑螂仿生学作品
蟑螂仿生学作品

科学家模仿了小强的圆弧形身体,制造了一个圆弧形外壳的机器人,大大提升了机器人在多障碍且不平坦空间中活动的灵活性。拥有这样性能的机器人可以协助地震或其他灾难场景中的救援工作,试想这些机器人可以像蟑螂一样钻进废墟内来探测生命的气息。

 

受咒诅因而不再“甚好”

蟑螂和其他动物一样,原初都是“甚好”创造的一部分,只是人类堕落、地受咒诅之后,它们也一同遭受咒诅,退化成了今天的样子。它们本来可能是生态圈中重要的工人,哪怕是在堕落后的世界也是如此。上帝在创造蟑螂时赋予它们强大的免疫解毒能力和快速的繁衍方式,使之在清理腐败物和生态循环中发挥着重要的作用,可以清理落叶和动物粪便。

需要指出的是,上文中提到的缅甸琥珀中的蟑螂,科学家还分析了它的排泄物,发现粪便中有花粉,进一步支持它能帮助苏铁植物传播花粉,扮演着蜜蜂、蝴蝶一样的角色。

传播花粉的蟑螂传播花粉的蟑螂

 

【扩展阅读】

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参考资料与图片出处

1. livescience.com/42351-european-cockroach-fossils.html#:~:text=A%20complete%20male%20fossil%20of%20E.&text=More%20than%2070%20species%20of,that%20part%20of%20the%20world.

2.sciencedaily.com/releases/2001/11/011120053611.htm#:~:text=Summary%3A,years%20before%20the%20first%20dinosaurs.&text=Among%20features%20visible%20in%20the,bumps%20covering%20the%20wing%20surface.

3. news.berkeley.edu/2016/02/08/cockroach-inspires-robot-that-squeezes-through-cracks/

4. 同上

5. sciencemag.org/news/2020/03/ancient-amber-contains-cockroach-and-surprise

6. 插图、封面:网络图片。 

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