In the Egyptian Book of the Dead, there’s a banishment spell that declares, “Be far from me, O vile cockroach.” More than 3,000 years later, we’re still trying to oust these insects. But from poison traps to hastily brandished slippers, cockroaches seem to weather just about everything we throw at them. So what makes cockroaches so hard to kill?
Az egyiptomi Halottak könyvében található az alábbi távol tartó varázsige: „Távol maradj tőlem, ó, hitvány csótány!” Több mint 3000 év múltán, még mindig harcolunk ezekkel a rovarokkal. Ugyanis a csótányok a mérgektől a sebtében odavágott papucsokig látszólag minden, a kiirtásukra tett erőfeszítésünket túlélik. De mi teszi ennyire ellenállóvá őket?
There are nearly 5,000 cockroach species. 99% of them live in a range of habitats where they play important ecological roles by recycling dead or decaying organic matter and nourishing other animals. But a couple dozen species adapted to live in close association with humans. German and American cockroaches are among the most common. And they owe their resilience to a combination of physical and chemical adaptations.
A világon közel ötezer csótányfaj él. Ezek 99%-a fontos ökológiai szerepet tölt be az élőhelyén, mivel újrahasznosítják a lebomló szerves anyagokat, így biztosítva táplálékot más állatoknak. Néhány tucat faj azonban alkalmazkodott az emberhez és épített környezetéhez. Ezek közül a német és az amerikai csótány a legelterjedtebb. Ellenállóképességüket egyrészt testfelépítésüknek, másrészt bizonyos kémiai adaptációknak köszönhetik.
When it comes to old-fashioned removal methods, they're troublingly tenacious. An American cockroach’s sensory hairs or structures pick up subtle air currents and rapidly send signals to its central nervous system. The roach can then turn and sprint away within a few milliseconds. And it’s among the fastest invertebrates ever recorded, reaching speeds of up to 50 body lengths per second. This would be the human equivalent of running more than 300 kilometers per hour. And finding a hiding place is no problem. With its flattened, flexible body, an American cockroach can squeeze into spaces less than a quarter of its height. Even if we do land a hit, it can withstand compressive forces of up to 900 times its own weight by distributing the impact along its body.
A hagyományos védekezési eljárásokkal szemben sajnos rendkívül ellenállóak. Az amerikai csótány légáramlást érzékelő sertéi már egészen kis légmozgás hatására ingerületet küldenek a központi idegrendszernek. Emiatt néhány ezredmásodperc alatt képes irányt változtatni és elmenekülni. A világ egyik leggyorsabb gerinctelen állata. Másodpercenként testhossza 50-szeresének megfelelő utat képes ugyanis megtenni. Ez olyan, mintha mi, emberek 300 km/óra sebességgel futnánk. A csótány búvóhelyet is könnyen talál. Az amerikai csótány lapos, rugalmas testfelépítése lehetővé teszi, hogy magasságának csupán negyedét kitevő helyekre is befurakodjon. Ha sikerül valahogy ütést mérnünk rá, testsúlya 900-szorosának megfelelő nyomóerőt képes elviselni, mivel a csapás ereje teljes testfelszínén eloszlik.
And the cockroach’s toughness doesn’t end there. Cockroaches can eat a variety of organic matter, including hair, dead skin, adhesives, and paper. This is made possible by an expansive set of digestive enzymes. Cockroaches are able to thrive even in nutrient-poor environments. Roaches often eat decaying foods that are low in nitrogen— an essential component of DNA and proteins. But they survive by storing nitrogen-containing wastes in their bodies and having a resident group of bacteria recycle the nitrogen into useful molecules for them.
A csótányok egyéb túlélési trükkökkel is fel vannak vértezve. Sokféle szerves anyagot képesek táplálékként hasznosítani, beleértve a hajat, az elhalt bőrt, a ragasztót és a papírt. Ezt széles spektrumú emésztőenzim- készletük teszi lehetővé. A csótányok tápanyagban szegény élőhelyeken is gond nélkül túlélnek. Gyakran esznek bomlásban lévő élelmeket, melyek a fehérjék és DNS felépítéséhez nélkülözhetetlen nitrogént csak kis mennyiségben tartalmazzák. Úgy élnek túl, hogy testük nitrogéntartalmú hulladékot raktároz, melyet az állatokban élő baktériumok számukra hasznos molekulákká alakítanak.
Meanwhile, German cockroaches will eat their own poop, vomit, and dead or dying colony members without hesitation. An American cockroach will frolic in sewers, consuming excrement and toting microbes like Staphylococcus aureus and E.coli. But they’ll rarely suffer any consequences. This is because they’re equipped with genes that provide immunity against numerous pathogens. These genes are often duplicated many times over. So when infected, the cockroach’s immune system efficiently unleashes many antimicrobial molecules.
A német csótányokra jellemző viselkedés, hogy elfogyasztják saját székletüket, felöklendezett gyomortartalmukat és elhullott vagy legyengült fajtársaikat. Az amerikai csótány jól érzi magát szennyvízhálózatokban, ahol ürüléket fogyaszt, és így olyan fertőző mikrobákat terjeszt, mint a Staphylococcus aureus és az E.coli. Ezek a kórokozók azonban a csótányokat ritkán betegítik meg. Olyan génekkel rendelkeznek ugyanis, melyek számos kórokozóval szemben védettséget biztosítanak. Ezek a gének idővel gyakran megtöbbszöröződnek. Így amikor egy csótány találkozik a kórokozóval, immunrendszere számos antimikrobiális molekulát bocsát ki.
Cockroaches also have a slew of defenses against pesticides. When a non-resistant roach walks on a surface that’s been sprayed with a pyrethroid insecticide, for example, the results will likely be fatal. Once absorbed, the chemical binds to sodium channel proteins, which help propagate nerve impulses. The pyrethroid keeps the sodium channels open, so the nerves fire repeatedly. And soon, the cockroach dies. But if a resistant roach is exposed to pyrethroids, it’ll be just fine. Genetic mutations have given them sodium channels that the pyrethroids can’t bind to. The cockroach also produces more detoxification enzymes, which render the pesticide harmless, and the cockroach simply excretes it as a waste. Because German cockroaches reproduce especially quickly, populations may evolve resistance to a new pesticide within months. So far, they're already resistant to 43 different chemicals.
A csótányoknak a rovarirtókkal szemben is többféle védekezési módszerük van. Ha egy rovarirtóra érzékeny csótány például piretroid szerekkel kezelt felülettel érintkezik, nagy valószínűséggel elpusztul. Felszívódást követően a rovarölő szer hatóanyaga a nátrium ioncsatornák fehérjéihez kötődik, felerősítve ezzel az ingerületvezetést. A piretroid nem engedi bezárulni a nátrium ioncsatornákat, fenntartva ezzel az ingerelt állapotot. A csótány ebbe gyorsan belepusztul. Ugyanakkor egy rezisztens csótányt hatástalanul kezelünk ilyen szerekkel, mivel a génmutációk miatt a piretroid molekulák nem képesek a nátrium ioncsatornákhoz kötődni. A csótány olyan enzimekkel is rendelkezik, melyek hatástalanítják a peszticideket, így azok egyszerűen salakanyagként kiürülnek a szervezetéből. Minthogy a német csótány nagyon gyorsan szaporodik, a peszticid rezisztencia néhány hónap alatt kialakulhat. Napjainkig 43 hatóanyaggal szemben ismert rezisztencia.
But contrary to popular belief, cockroaches would probably not survive a nuclear apocalypse. Compared with other insects, cockroaches are only mildly tolerant to radiation. They would die near the sites of nuclear explosions and would still be severely compromised miles away. Moreover, disasters that threaten humanity also jeopardize the habitats and buffets we provide roaches. Perhaps the only way to beat them is through our mutual destruction. Or maybe cockroaches would find even more surprising ways to thrive long after we’re gone.
A közvélekedéssel ellentétben a csótányok valószínűleg nem élnének túl egy nukleáris világégést, mivel más rovarokhoz képest alacsonyabb a sugárzással szembeni toleranciájuk. A nukleáris robbanás közelében elpusztulnának, de még attól távolabb is súlyosan károsodnának. Ezenfelül, az emberiséget fenyegető katasztrófák egyúttal a csótányok élőhelyeit és táplálékforrásait is veszélyeztetik. Valószínű, hogy kipusztításuk csak kölcsönös megsemmisülésünkkel lenne lehetséges. De az sem kizárt, hogy a csótányok meglepő túlélési megoldásokat találnának