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Apr. 07 2022

殺不死小強的殺蟲劑,只會使小強更強大

  • 德國蟑螂是地球上最常見的一種蟑螂。PHOTOGRAPH BY NIGEL CATTLIN, NATURE PICTURE LIBRARY

    德國蟑螂是地球上最常見的一種蟑螂。PHOTOGRAPH BY NIGEL CATTLIN, NATURE PICTURE LIBRARY

  • 一位園丁在菜園中撒矽藻土,這是一種無毒的驅蟲用品。這種磨碎的岩石粉末殺蟲的方式是讓牠們脫水。PHOTOGRAPH BY HELIN LOIK-TOMSON, GETTY IMAGES

    一位園丁在菜園中撒矽藻土,這是一種無毒的驅蟲用品。這種磨碎的岩石粉末殺蟲的方式是讓牠們脫水。PHOTOGRAPH BY HELIN LOIK-TOMSON, GETTY IMAGES

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美國人需要一種比較不毒的方法來控制德國蟑螂,因為這種蟑螂對市面上的殺蟲劑已經產生抗藥性。

大概在我10歲的時候,我在廚房流理臺上看到一隻蟑螂,於是我抓起離我最近的東西:一把咖啡壺,用力往那隻蟲子頭上砸下去,然後我發現自己站在那裡,手上只剩下玻璃把手。「對不起,媽媽,」我看著被我砸碎的咖啡壺說:「但至少我有打到蟑螂。」

我在亞利桑那州鳳凰城的拖車園區裡長大,德國蟑螂在那裡是無所不在的固定班底。似乎沒什麼能阻止牠們:不管下多少毒藥、用捕蚊燈、還是水煙式殺蟲劑都沒用。一直到我們搬進房屋,我們家才終於擺脫這種六腳禍害。

美國有成千上萬的人了解蟑螂橫行是多麼令人挫折。為什麼這種蟲那麼難控制?這是有原因的。有愈來愈多數據指出,美國有些德國蟑螂族群已經演化出對殺蟲劑的抗藥性,使這些化學物質變得毫無用武之地。

像是不久前在《經濟昆蟲學》(Journal of Economic Entomology)期刊刊登的一篇報導,就指出在加州南部某些民宅中的德國蟑螂,在接觸到五種常用的殺蟲劑時還能安然存活。

這令人憂心,因為嚴重的蟑螂肆虐可能造成健康問題,像是氣喘或過敏,這篇研究的主要作者、加州大學河濱分校的都市昆蟲學教授李昭揚(Chow-Yang Lee)說。至少有11種過敏跟德國姬蠊(Blattella germanica,即德國蟑螂)有關,這種蟑螂也可以傳播沙門氏菌(salmonella)之類的細菌。而蟑螂為患的壓力也可能影響一個人的心理健康。

雖然別種蟑螂也會肆虐人類居所,但到目前為止,入侵性德國蟑螂還是問題最大的,李昭揚說。這種蟲到底是源自非洲還是東南亞,目前還有些爭議,但這個強悍的物種已經透過國際貨運擴散到全世界,也是現在地球上最常見的蟑螂。〈瑞典博物學家卡爾.林奈創造出Blattella germanica一名,是因為他在1770年代收到了從德國寄過去的蟑螂標本。〉

無愧於其「殺不死」的名聲,在超過4500種已知的蟑螂種類中,「德國蟑螂是已知唯一能發展出殺蟲劑抗藥性的。」李昭揚說──這是一個人類驅動了身邊害蟲演化的例子。

但我們或許不需要一直逼蟑螂跟我們的害蟲防治做軍備競賽。

科學家也在研究更有效的作法,以控制人類領域裡的蟑螂,像是包括利用檸檬烯(一種氣味強烈可以驅趕蟑螂的柑橘類成分)之類精油的多重系統手段。

 

永無止境的對抗故事

李昭揚和同事專門研究加州南部四個城市中的德國蟑螂如何應對凝膠式的殺蟲劑誘餌,這是美國很常用的控制蟲害消費品。

他們利用吸塵器和陷阱,從洛杉磯、聖地牙哥、維斯塔和聖荷西周邊的公共住宅蒐集到幾百隻蟑螂──大部分是真空吸塵器吸到的。李昭揚說,因為住在這些地區的民眾通常負擔不起專業的滅蟲服務,所以用市面上的殺蟲劑就愈用愈兇。

這就製造出一個回饋迴路。蟑螂接觸的殺蟲劑愈多,就愈有機會逃過殺蟲劑的影響、然後繁殖,製造出更能抵抗殺蟲劑的強悍新一代。

李昭揚稱之為「永無止境的抗殺蟲劑故事。」

然後研究團隊把蟑螂帶回他們的加州實驗室,並讓蟑螂在不同實驗中接觸六種常見的殺蟲劑成藥。他們也把相同的實驗重複在實驗室養的、從來沒有接觸過殺蟲化學藥品的幾十隻德國蟑螂身上。

控制組的蟑螂很快就死掉了。但六個實驗中有五個,殺蟲劑殺不死抓來的蟑螂,最厲害的到兩週後都還活著。只有一種殺蟲劑──阿巴汀(abamectin)──能有效殺死捉來的蟑螂。然而,2019年的研究顯示,只要兩個世代,也就是大約一年,蟑螂就能對阿巴汀發展出更強的抗藥性。

大部分殺蟲劑都是針對如神經系統之類的蟲體特定部位,共同作者、李昭揚實驗室的博士生「丹尼斯」李紹弘(Shao-Hung Dennis Lee,音譯)說。「所以許多有抗藥性的蟑螂,在受攻擊的區域就會有〔遺傳上的〕突變,讓牠們對這種殺蟲劑比較不敏感。」

人類也會因為室內殺蟲劑的使用而不舒服。殘留的殺蟲劑,已經「廣泛分布」於全美的家居環境,可能會引起頭痛、頭暈和噁心,也會提高罹癌的風險,這是根據美國國家環境保護局(Environmental Protection Agency, EPA)的資訊。

持續演化

整體來說,這項研究顯示,想用殺蟲劑打敗德國蟑螂不只無效,也只會製造出更厲害的動物,李紹弘說。「如果我們沒有用殺蟲劑,這些事情都不會發生。所以這都是人類造成的人擇過程。」

我們所形塑的蟑螂演化可以延續好幾個世紀。當這個物種初次抵達歐洲時,許多蟑螂死於嚴酷的冬天。「但有些生存了下來,因為牠們基本上是活在室內的。」李昭揚說:「可能也就是在這個時候,牠們失去了飛行的能力。」

另一個迫使牠們成功的因素,是這種昆蟲演化出幾乎什麼都能吃的能力。

德國蟑螂的消化系統有「超多種類的酵素,能協助牠們代謝掉任何東西,」塞恩奧拉迪普波(Seun Oladipupo)說,他是昆蟲學家,也是阿拉巴馬州奧本大學的博士生,研究的是永續的害蟲管理策略。「我們扔在牠們身上的東西,牠們都能自然解毒。」

奧拉迪普波正在探索利用名為精油的濃縮植物萃取物控制德國蟑螂的方法。在2020年的實驗中,奧拉迪普波將不同精油結合凝膠誘餌,發現能降低德國蟑螂的繁殖能力,也能縮短牠們的壽命,就算只用次致死劑量也行。有一種名為香芹酚(carvacrol)的精油可以降低雄蟑螂的壽命至少34%。

一位園丁在菜園中撒矽藻土,這是一種無毒的驅蟲用品。這種磨碎的岩石粉末殺蟲的方式是讓牠們脫水。PHOTOGRAPH BY HELIN LOIK-TOMSON, GETTY IMAGES

一位園丁在菜園中撒矽藻土,這是一種無毒的驅蟲用品。這種磨碎的岩石粉末殺蟲的方式是讓牠們脫水。PHOTOGRAPH BY HELIN LOIK-TOMSON, GETTY IMAGES

技術上來說,精油也仍是一種殺蟲劑,但對昆蟲和人類來說比較不毒,蟑螂也比較不容易發展出抗藥性。這是因為跟許多種殺蟲劑相比,這些化學物質是在昆蟲體內多個地方起作用,而殺蟲劑都只有特定的一個目標,奧拉迪普波說。

也有其他比較不毒的防治產品,像是矽藻土(diatomaceous earth),這是一種天然的沉積岩粉末,可以吸走如蟑螂之類昆蟲身上的水分,使之死亡。

複合手段

但奧拉迪普波也指出,像精油之類的干預手段並不是「一種獨立的方針。化學並非解決之道,而是要用多管齊下的方式來控制蟲害。」

這種稱為「有害生物綜合防治」(Integrated Pest Management)的手段結合了不同策略,像是輪替、減量,或是完全不使用殺蟲劑。但這也能包括實用的建議。比方說,奧拉迪普波就建議,要讓蟑螂喜歡找東西的地方──主要是廚房和浴室──保持清潔乾燥。

因為蟑螂特別喜歡寵物飼料,所以不用的時候把寵物飼料在密封容器保存,是很重要的。放飯時,專家建議要把寵物碗墊高,不然就是要買周圍有一圈水的防蟲碗,可以避免蟑螂爬過去。

李昭揚也建議要多了解野生蟑螂,因為有許多野生蟑螂在環境中扮演著有益的角色。牠們可以是分解者、分解雨林地面層的落葉。有些甚至能為花朵傳粉。也有些是很盡責的家長。

接下來,奧拉迪普波和李紹弘計畫要研究蟑螂抗藥性的生理機制,像是研究牠們的微生物組(microbiome)。

此外,有些蟑螂其實是能協助人類的:牠們生活在骯髒的環境,因此體內甚至含有能殺死最頑強細菌的分子。研究這些分子的作用方式,能讓科學家了解如何對抗人類體內的抗生素抗藥性,因為這是一大災難。

而在每年有1700萬人死於細菌感染的狀況下,或許有一天蟑螂也能救你一命呢。

 

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