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当你杀蟑螂时,究竟发生了什么?

发布时间:2019-08-19 来源:帮帮拜思特

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    这是一只寄居在你家的雌性美洲大蠊,即便没有雄性参与,它也能利用孤雌生殖的特性独立生仔。

当你杀蟑螂时,究竟发生了什么?

    第一个月它生了 2 颗卵鞘,每颗卵鞘约有 15 粒卵,有 37% 成功孵化的可能。接下来,它每个月会按着这个节奏再生一批小蟑螂。头一批卵在第六个月已经成虫,开始繁育新一代。最终,你能在半年里收获 189 只雌性大蟑螂。

当你杀蟑螂时,究竟发生了什么?

 

    拖鞋和粘板根本没办法替你清除那么多蟑螂,要想根除,还得用药。今天,你能在超市里买到喷射型、熏蒸型和诱饵型三种蟑螂药。

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    喷射型就是各种杀虫喷雾,让药剂从蟑螂的外骨骼渗入体内。

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    以 2.5% 溴氰菊酯喷雾剂为例,它对蟑螂的半数致死量是 15000 mg/kg,以每秒 0.4g 的速率连续喷射 100 秒才有 50% 的可能杀死目标。

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    但这只是一个理想化假设,蟑螂往往溜得比你还快。

    熏蒸型蟑螂药借助氯氰菊酯烟雾,通过腹部呼吸用的气门进入气管引发中毒,但在使用烟雾弹前最好和邻居打声招呼,免得消防队紧急出动。

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    这两类蟑螂药的核心成分主要是拟除虫菊酯,前身是除虫菊中的天然除虫菊素,在上世纪 70 年代实现了商品化合成,用来杀蚊子杀蚂蚁杀蟑螂。

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    蟑螂的神经元和人差不多,由细胞核、树突、轴突和突触构成。

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    拟除虫菊酯的靶标是轴突上的电压门控离子通道,这类通道的打开和关闭受膜两侧离子浓度变化的影响。拟除虫菊酯让通道无法闭合,钠离子持续流入,引起神经系统麻痹,最终致死。

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    然而应用了半个世纪,蟑螂早已对拟除虫菊酯产生了抗药性。

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    在这一连串氨基酸序列中,有三个位点发生突变,令钠离子通道不受拟除虫菊酯的影响,产生靶标抗性。

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    今天,拟除虫菊酯已经很难杀死蟑螂,反而可能误伤你家的猫狗。

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    于是,更先进的诱饵型杀虫剂诞生了。大概长这样,被称作灭蟑胶饵,让蟑螂吃进去再毒发身亡。核心成分通常是新烟碱类,化学性质类似香烟中的尼古丁。

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    1984 年医药巨头拜耳合成了第一个新烟碱类杀虫剂吡虫啉,之后的十几年,新烟碱类产品每年能给拜耳挣将近 8 亿欧元。

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    刚开始蟑螂吃得可欢,十分钟后,药物开始起效,一个小时内,倒地身亡。在这段时间里,蟑螂体内发生了什么变化?

    让我们回到蟑螂的神经元。两个神经元通过突触传递信息,但它们之间并非紧密相连。为了跨越这个间隙,需要神经递质借助囊泡从突触前膜抵达后膜的受体,开启配体门控离子通道,将信息送进细胞内。

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    胶饵中的吡虫啉作用于突触后膜上的烟碱型乙酰胆碱受体,这是一个由五聚体蛋白质构成的离子通道,它的配体本该是乙酰胆碱,但吡虫啉抢先与受体结合,并导致离子通道无法关闭。膜外的钠离子不受控制地流入,蟑螂过度兴奋,麻痹而死。

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    可以这么说,蟑螂相当于嗑药死的。

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    死掉的蟑螂会分泌聚集信息素,吸引同类前来分食尸体。当蟑螂吃下有毒的残骸,活性成分转移,造成二次灭杀,甚至可以再次传递,实现三次灭杀。

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    新烟碱类化合物专门对昆虫起效,与哺乳动物神经元受体的结合要弱得多,一定程度上降低了猫狗误食的危险程度。

    但现在新烟碱类杀虫剂可能也不太管用了,蟑螂还靠另一种机制摆脱药物操控:代谢抗性。

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    2018 年,Nature Communications 更新了一篇关于蟑螂基因组的论文。在美洲大蠊体内,存在着一个独特的解毒系统,包含多种酶和转运蛋白。

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    当蟑螂药进入体内,解毒系统被激活,这些酶和转运蛋白会扩增,将活性成分代谢掉。

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来源:回形针PaperClip