Ученые объяснили уникальную живучесть тараканов

Китайские ученые прочитали геном американского таракана — одного из самых распространенных и живучих домашних вредителей. Оказалось, что всеядность и устойчивость к токсинам обеспечивается огромным, даже по сравнению с другими тараканами, разнообразием рецепторов вкуса и обоняния, а также большим количеством белков, участвующих в нейтрализации ядов. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Американские тараканы Periplaneta americana были завезены в Северную Америку и Европу в XVII веке из тропической Африки, и с тех пор распространились по всему миру. Это самый крупный из домашних вредителей — взрослые особи достигают пяти сантиметров в длину. Тараканы приспособлены к жизни как в дикой природе, так и в среде обитания человека. Эти насекомые считаются опасными вредителями, так как переносят инфекции и могут вызвать аллергию у человека, кроме того они портят продукты и материалы в зданиях, где поселяются.

Широкое распространение и экологический успех тараканов определяется во многом их всеядностью. За время сосуществования с человеком тараканы приспособились питаться буквально чем угодно. Чтобы объяснить приспособленность тараканов на молекулярном уровне, исследователи из университета Южного Китая в Гуанчжоу отсеквенировали геном Periplaneta americana.

Геном таракана содержит почти три с половиной миллиарда пар оснований (3,38 гигабаз), что немного больше, чем у человека. Среди насекомых таракан оказался на втором месте по размеру генома после саранчи. Так же как у саранчи, более половины генома составляют повторяющиеся последовательности. Сравнение с геномом распространенного в средней полосе России рыжего таракана (Blattella germanica) и с известными геномами двух видов термитов показало, что американский таракан эволюционно ближе к термитам.

По сравнению с другими видами порядка таракановых (Blattodea), у американского таракана оказалось в два раза больше генов, кодирующих обонятельные рецепторы — исследователи обнаружили 154 рамки считывания, предположительно кодирующие эти белки. Кроме того, американские тараканы поставили рекорд среди насекомых по количеству генов вкусовых рецепторов — ученые насчитали 522 таких гена. Большая часть из них предположительно кодирует рецепторы горького вкуса. Вероятно, именно такой огромный репертуар рецепторов позволяет тараканам эффективно обнаруживать еду и при этом избегать токсинов.

Кроме того, в геноме таракана обнаружилось большое количество генов, кодирующих белки, участвующие в нейтрализации ядов — 178 генов для цитохромов P450, окисляющих ксенобиотики, и 115 генов транспортеров, выбрасывающих их из клеток.

В Китае американский таракан получил прозвище «Сяо Цян» (Xiao Qiang), то есть «очень живучий маленький вредитель». Как ни удивительно, тараканы используются в китайской традиционной медицине, а спиртовой экстракт насекомых (Kang Fu Xin Ye) одобрен в качестве препарата для заживления ран.

К другим необычным свойствам тараканов относится изменение магнитных свойств после смерти.