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?
У єгипетській “Книзі мертвих” вигнанців проклинають словами “Тримайся подалі, гидкий таргане.” Через 3000 років ми досі намагаємося позбутися цих комах. Ані отруйні пастки, ані необачно кинуті капці, здається, ніщо не може налякати тарганів. Тож чому тарганів настільки складно вбити?
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.
Існує близько 5000 видів тарганів. 99% з них живуть у різноманітних середовищах, де відіграють значну екологічну роль: переробляють органічні речовини що розкладаються або стають їжею для інших тварин. Але деякі з видів пристосувалися до тісного співмешкання з людьми. Німецькі та американські таргани - найбільш поширені. Своєю здатністю до швидкого відновлення вони зобов’язані поєднанню фізичних та хімічних адаптацій.
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.
Вони надзвичайно стійкі до застарілих засобів від шкідників. Чутливі волоски американського таргана здатні вловити найтонші потоки повітря і миттєво надіслати сигнали до центральної нервової системи. Після цього тарган може розвернутись та побігти за лічені секунди. Це один з найшвидших безхребетних, що може досягати швидкості, яка в 50 разів перевищує розміри його тіла. Для людини це відповідало б швидкості більше ніж 300 км/год. Знайти укриття - це також не проблема. Маючи плоске рухливе тіло, американський тарган може протиснутись місце, у 4 рази менше власної довжини. Навіть якщо ми спробуємо по ньому вдарити, тарган здатен витримати масу, яка у 900 разів перевищує його власну, бо сила удару рівномірно розподіляється по всьому тілу.
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.
Та міць тарганів на цьому не завершується. Вони можуть споживати різні органічні речовини, у тому числі: волосся, мертву шкіру, клей та навіть папір. Це можливо завдяки широкому набору травних ферментів. Таргани можуть жити навіть у середовищах, бідних поживними речовинами. Вони часто харчуються гнилою їжею, яка має низький вміст нітрогену - важливого складника ДНК та білків. Таргани виживають завдяки накопиченню нітрогеновмісних відходів у своїх тілах та групі бактерій, яка перероблює нітроген на корисні молекули.
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.
До речі, німецькі таргани без вагань поласують власними екскрементами, блювотою та навіть мертвими членами своєї колонії. Американський тарган в каналізації радо споживатиме кал, переносячи стафілакок чи кишкову паличку. Проте вони рідко страждають від наслідків. Адже вони мають гени, які забезпечують імунітет, стійкий до багатьох патогенів. Ці гени можуть багаторазово дублюватись. Тож коли тарган інфікований, його імунна система негайно викликає багато антимікробних молекул.
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.
Таргани також добре захищені від пестицидів. Якщо нестійкий тарган повзе по поверхні, яку обробляли наприклад, піретроїднии інсектицидами, наслідки будуть фатальними. Після поглинання речовина прикріплюється до натрієвих каналів та допомагає поширювати нервові імпульси. Пиретроїд тримає натрієві канали відкритими, тому нерви багаторазово збуджуються. І в результаті тарган вмирає. Але якщо дії пиретроїдів піддається стійкий тарган, то з ним все буде добре. Через генетичні мутації він має натрієві канали, до яких не можуть прикріпитись приретроїди Таргани також виробляють ферменти детоксифікації, які знешкоджують пестициди; і тарган просто виділяє їх як відходи. Оскільки німецькі таргани розмножуються особливо швидко, їхні популяції можуть розвивати стійкість до нових пестицидів за декілька місяців. Нині вони вже стійкі до 43 різних речовин.
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.
Але всупереч популярній думці, таргани навряд виживуть під час ядерної катастрофи. Порівняно з іншими комахами, таргани помірно толерантні до радіації. Вони б померли, знаходячись біля ядерного вибуху, і залишалися б у серйозній небезпеці навіть за сотні метрів від вибуху. А катастрофи, що загрожують людям, також наражають на небезпеку середовище існування та їжу тарганів. Мабуть, єдиний спосіб позбутися їх - наше взаємне знищення. А, може, таргани знайдуть ще більш дивовижні способи виживання, коли нас не стане.